复合材料模具制造和维修

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复合模具制造

GFRP模具通常是最便宜的选择,通常是最简单的构造。它们通常可以在几天内而不是几个月的时间内完成,如机加工的金属模具。此外,如果需要设计或工艺改变,GFRP模具可以很容易地修改或简单地重建。

传统的GFRP模具可能会按以下方式制造:

工具胶衣(18-22密尔厚)
乙烯基酯屏障涂层(18-22密耳厚)(可选)
皮衣(0.045-0.090密耳厚)(可选)
填充材料(0.200“+厚)
核心材料(可选,但如果用于刚度,最小3/8“)
填充材料(0.200“+厚)
支撑材料(数量和厚度取决于所需的尺寸和框架刚度)
凝胶涂层应始终是新鲜材料,并为模具制造而设计。寻找销售为“工具胶衣”的产品。这些产品比传统的生产胶衣(即海洋,卫生或打磨)更耐用,更耐温。模具胶衣也被设计成具有更好的耐腐蚀性和耐磨性,并且比传统的胶衣具有更好的保光性能。以前,如果期望对模具进行重度打磨/抛光,则使用第二层模具胶衣。最近,特别是随着收缩控制膨化材料的发展,砂磨减少已成为常态。因此,第二凝胶涂层已经发展成使用乙烯基酯屏障涂层来将玻璃纤维“推”得更远离模具表面,同时在较脆的第二层模具凝胶涂层上提供了一层韧性。

经常使用蒙皮来拾取复杂的模具细节,特别是在玻璃纤维桥接可能发生在紧密半径的情况下。这些皮肤外套应使用混合乙烯基酯树脂制成,专门设计用于薄皮治疗。在进行之前,皮肤外层或内部的任何空气空隙必须被磨光并修理。

膨胀层在过去的25年中有所发展。目前大多数公司采用的方法涉及收缩控制的膨化技术,其中可以每天多次使用较厚的层(0.120“至0.200”)。一到三天的模具建造是快速治愈,缩水控制技术的共同之处。核心材料(例如轻木或合成材料)可以包含在需要较轻重量或刚度的模具中。

支撑材料范围从木材到金属管/方块,应设计为增加模具刚度和强度。注意一点:保持翼片厚度最小,以免将任何冲击(热或机械)转移到模具表面上。在生产过程中破裂/损坏的标签很容易修复。由外部损坏引起的模具上的胶衣修复将要求模具从生产中拉出。

复合模维护

模具维护通常包括:

培训员工脱模和模具维护。
清除多余的材料和碎片,吹掉和/或擦拭灰尘。
检查模具损坏或缺陷。(小的破坏区域可能被粘土以保持时间表。)
执行预防性维护。粘贴蜡或根据需要重新应用脱模剂。
记录和跟踪模具使用和维护数据,以及任何需要的维修。
覆盖存储模具,最好不要外面。
模具封闭和排放采取多种形式,往往被忽视。今天,大多数玻璃钢复合材料制造商使用“半永久性”型脱模。在大批量生产操作中,大多数制造商都进行标准维护,包括对模具经历的循环次数进行精确记录,特别是在“低拔模角度”模具中。您应该与您的脱模制造商讨论最佳实践,但最好的做法是遵循80%的规则:例如,如果生产发现在粘贴之前可以从模具中拉出30个零件,则在第24 次后重新应用脱模拉。

运行模具,直到故障或修复每个部件变得昂贵,并限制产品质量,所以应该避免!建立预防性维护体系和培训人员是关键。正确的脱模程序和培训将显着提高玻璃钢模具寿命,缩短维修时间,确保员工安全。

模具制造创新

受控收缩工具材料包括较老的,但仍然流行的ATH填充体系(一般限于18-25重量%的玻璃纤维)。较新的未填充系统允许更高的玻璃纤维含量(按重量计40%的玻璃纤维),最新的注入版本允许高达70%的玻璃或碳纤维含量,以及良好固结的芯材。

许多较高纤维含量的材料在传统的复合材料市场以及预浸料,350F硫化温度市场和热成型区域(其中温度超过400F是常见的)中都找到了家。强烈建议这些应用使用抗热冲击工具胶衣。

最后,快速讨论添加剂制造的插头和模具。几家制造商 – 如辛辛那提公司(Cincinnati Incorporated,CI),英格索兰机床公司,Thermwood公司和3D平台 – 现在提供非常大的格式化添加剂打印机,可用于快速制造塞子,以及直接模制3D打印模具。沉积速率不再是每分钟的材料克数,而是每分钟的磅数。通常在几个小时内就看到一个“粗糙的”模具(或塞子),根据尺寸在一到三天之内转化为凝胶涂层的高光泽表面。

总之,GFRP模具提供了一些制造玻璃钢复合材料零件的最廉价的方法,从装饰小雕像到80多米风能模具。随着3D和消减模具制造的发展,这将如何改变还有待观察。但是现在,GFRP模具为快速制造高质量,非增强或增强的复合材料部件提供了非常有吸引力的手段。

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