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公司新闻
先进复合材料构件成型模具和工装技术

发布时间:2013-7-18 9:28:59 
  近年来,先进复合材料在现代飞机上的用量不断扩大,已经成为铝、钢、钛之外的第4大航空结构材料。复合材料在A380中用量达总重量的25%,在B787中更是达到了50%,在A350XWB结构上的用量达到了52%。其中应用**多的仍然是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、硼纤维等高性能纤维增强的树脂基复合材料,简称先进复合材料。其突出特点是构件在成型过程中,需要加热、加压和抽真空等工艺条件,材料成型和构件成型同时完成,其形位精度主要依靠相应的模具和工装来保证。市场对先进复合材料产品质量、性能、成本、周期等要求的不断提高,促进了先进复合材料工艺技术及其模具和工装技术不断创新发展。
  
  模具和工装的设计技术
  
  在CAD技术发展的推动下,复合材料成型模具和工装广泛采用数字化设计技术,许多常用的结构采用模块化和参数化设计,以提高设计效率。
  
  复合材料模具与常规钣金成型模具的不同之处在于:对累积公差的要求更加严格;模具与零件贴合面尺寸的差异取决于模具的类型及其热膨胀特性;复合材料零件的**后尺寸是基体****固化温度下的尺寸[1]。
  
  在进行模具设计时,重点要考虑热匹配问题,钢和铝的热膨胀系数比大多数碳/石墨复合材料约大出一个数量级,当从固化峰值温度向下冷却时,金属模具的收缩会在构件中引起严重的残余应变或固有应变。在进行模具设计时,如果不能通过尺寸修正,则需要使用热膨胀系数较低的复合材料模具。一般采取一定的热膨胀补偿方法,按经验公式及试验验证,以制件质心为中心,把整个制件按式(1)缩小。按照缩小后的制件作为工程设计输入[2]。
  
  F=1/[(T-P)×△T+1],(1)式中,F为热膨胀纠正系数;T为模具的热膨胀系数;P为复合材料制件的热膨胀系数;△T为固化温度和室温的差值。
  
  对于简单的角度回弹问题,在模具设计时,预先把回弹角考虑进去,即制件夹角加上回弹角等于模具的角度,使制件脱模回弹后符合工艺数模要求。
  
  
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