复合材料U形梁成型模具设计

以复合材料U形梁为研究对象,综合考虑模具材料与复合材料热膨胀系数的差异、模具的结构形式、回弹角补偿以及构件脱模等因素,采用CATIA三维软件对复合材料热压罐成型模具进行数字化设计。模具为框架式阳模结构,采用Q235钢焊接制造,对模具成型曲面进行补偿修正从而减小或消除热压罐成型过程中构件的变形,对两侧缘条各设置1°回弹补偿角以保证U形梁的尺寸精度和脱模要求。该模具结构合理,成本低,可加工性好,型面公差符合要求,具有良好的刚度和气密性。经工艺验证,采用该模具生产制造的复合材料构件型面公差符合要求,U形梁变形角度控制在技术要求范围以内,满足产品技术条件和后续装配要求。     

石墨模具在复合材料成型领域的应用研究

石墨材料具有良好的热传导性,耐高温、耐腐蚀,热稳定性能好,热膨胀系数低,摩擦系数小,这些都便于树脂基复合材料的成型和脱模,并可获得较高精度的制品。本文介绍了石墨材料的特点及在模具加工领域的应用,制造了尺寸相同的石墨模具及金属模具,按照相同的成型工艺分别成型出碳纤维复合材料制品,并进行了比较。结果表明:石墨模具比金属模具更适合成型精度要求比较高的复合材料制品。     

复合材料“J”型加筋壁板成型工艺研究

介绍了一种复合材料加筋壁板的制造方法。从工艺制造及模具设计2方面论述了如何解决复合材料加筋壁板成型工艺中存在无损、外形控制、变形和脱模困难等问题。实验结果表明,通过对工装芯模增加拔模角度,可解决复合材料零件回弹变形难题;采用金属模具和复合材料模具相结合的方式,可有效保证肋与蒙皮的胶接质量。     

汽车内饰用酚醛树脂/黄麻纤维复合材料的拉伸性能

采用正交试验方法,用5%Na OH溶液对黄麻毡进行预处理,利用模压成型工艺制备酚醛树脂/黄麻纤维复合材料,通过对正交试验结果进行极差分析和方差分析,研究树脂含量、模具温度、模具压力和保压时间4个工艺参数对复合材料拉伸性能的影响程度和显著性水平,并通过多指标综合评分法对材料的拉伸性能综合评价,分析各个工艺参数对材料拉伸性能的影响规律。结果显示,树脂含量和模具压力对复合材料的拉伸性能影响非常显著,当树脂含量为20%、模具温度为180℃、模具压力为10 MPa、模压时间为6 min时,复合材料的拉伸性能最好,此时拉伸强度为24.06 MPa,拉伸弹性模量为113.17 MPa。     

模具对热固性树脂基复合材料固化变形的影响

热固性树脂基复合材料结构在热压罐成型过程中,由于模具的约束作用,导致构件内部产生残余应力,进而引起工件回弹变形和翘曲变形.综述和分析了影响残余应力和变形产生的各种模具因素,包括模具热传导性能、模具线膨胀系数、模具表面处理、模具角半径和模具的结构形式.     

高精度旋转抛物反射面模具的设计

高精度旋转抛物反射面型面均方根误差要求很严,复合材料反射面成型时须考虑模具材料的热变形.本文建立了一个方法,对理论方程进行修正.按新方程加工的模具,当加热达到复合材料的成型温度时恰好变形到理论方程型面.如配合"零膨胀"设计,在此型面成型的将是一个高质量产品.     

EP基复合材料的研制及其在快速模具上的应用

根据快速模具材料的特殊性要求,讨论了快速模具用环氧树脂(EP)基复合材料在不同配比下弯曲强度、冲击强度、硬度、熔体流动性和机械加工性等的对比关系,从而优化出综合性能最佳的快速模具用EP基复合材料。采用此种复合材料制造的快速模具具有质量轻、制造周期短、成本低等优点。     

树脂基复合材料用耐高温水溶性模具材料性能研究

本文采用了耐高温水溶性胶粘剂制备了水溶性模具,通过调节水溶性模具材料各组分配比,研究了水溶性模具的溶解性能和压缩性能,从而确定了制备水溶性模具的最佳工艺条件。另外还对水溶性模具的热性能、热膨胀系数、干燥时间、耐温性等性能进行了研究。研究结果表明:此种水溶性模具材料耐温达220℃,溶解性能和压缩性能能满足树脂基复合材料成型的要求,制备出的复合材料具有空隙率低(空隙率小于0.7%)等优点。     

板式热交换器板片成形数值分析及优化

对板式热交换器板片成形进行研究,使用Autoform有限元分析软件对2205双相不锈钢的成形和回弹进行分析,采用Minitab软件正交试验的方法研究板片成形参数对最大减薄率、回弹量和收料值的影响,探求模具冲压成形最优的工艺参数组合,并利用Autoform回弹补偿的方式进一步优化工艺参数。通过正交试验方法的极差分析,得出分析因素对目标的综合影响程度大小依次为波纹夹角、波纹圆角、模具间隙和摩擦系数,最优工艺参数组合为90°、7mm、1.65mm、0.15。对最优工艺参数成形板片进行回弹补偿优化,进一步降低板片成形后的回弹量。     

FiberSIM系列CAD集成软件

复合材料设计技术公司推出的用于复合材料设计、分析、模具和加工的系列软件——ＦｉｂｅｒＳＩＭ，遍布世界的飞机和汽车生产商都在使用。据称，ＦｉｂｅｒＳＩＭ软件在缩短研发时间．提高材料利用率，设计修正、降低模具成本和生产周期等方面使复合材料生产商受益不浅。 ＦｉｂｅｒＳＩＭ３．３包括：几何形体的铺层、表面加工偏差、芯材加工参数、自动减少铺层能力、自动改变通告、表层（皮）替换、对称件的建立、截面加工。 ＦｉｂｅｒＳＩＭ分析界面：该软件集复合材料设计、制造和性能模拟于一体。复合材料部件在设计和生产中的在线状…     

固化剂对脲醛树脂模塑料性能的影响

以尿素、甲醛合成的脲醛树脂为基体、木浆纤维为增强材料制备了脲醛树脂模塑料.研究了氯化铵、柠檬酸三铵、氨基磺酸铵、氯化铵/氨基磺酸铵、氯化铵/钾明矾等五种固化剂时脲醛树脂模塑料流动性能、模塑收缩率和力学性能的影响.结果表明,当氯化铵用量为1.5份时,脲醛树脂模塑料的性能较好,其流动性为142 mm,模塑收缩率为0.31%...     

Cure modelling of polyester thermosets in a glass mould

The curing of unsaturated polyester was studied experimentally and using a model of the process. The kinetic parameters were calculated from the heat flow–time curves obtained by differential scanning calorimetry (Mettler Toledo DSC 823), operating in a non-isothermal mode. The temperature–time histories were studied in a cylindrical glass mould. A potential use of glass as a mould for polymer curing is found in the production of optical sensors. Here, glass was selected as a mould material because it is UV transparent, chemically inert and easy to clean. The thermal properties of glass moulds coupled with the intrinsic curing kinetics are of a significant interest in such investigations. Taking into account the heat transferred by the convection from the air to the mould surface and the conduction through the mould wall and resin, as well as the kinetics of the heat generated in the cure reaction, a numerical model has been constructed. The contributions to the rise in temperature from the heat conduction and chemical reaction are different in different parts of the composite, which can explain the temperature–time histories. The introduction of a carbonate based filler reduced the amount of heat released in the composite and, as a result, lowered the temperatures through the resin. A good agreement between experimental data and the predicted mathematical model of the curing process in the mould has been observed.     

环氧浇铸料及其玻璃钢热性能与内应力

研究了塑料/铸铝复合模具用环氧浇铸料及其玻璃钢热性能及内应力,探讨了塑料配方对浇铸料固化收缩率、力学性能、热膨胀性能及塑料/铝复合板经热处理后的内应力的影响。     

抗硫化返原剂WY9188在不同硫化体系配方中的应用

研究抗硫化返原剂WY9188在不同硫化体系配方中的应用。结果表明:抗硫化返原剂WY9188在硫化过程中既能起到部分硫黄的作用,也能起到一定促进剂的作用;抗硫化返原剂WY9188用于不同的硫化体系配方,尤其是高硫低促配方体系中能够得到很好的抗硫化返原、焦烧安全和快速硫化的效果,但对部分物理性能有一定的负面影响,在对物理性能要求很高的产品中使用时需要适当调整配方以达到产品的使用要求。     

非异氰酸酯法大豆油基泡沫材料的研究

以丙烯酸酯化环氧化大豆油及改性偶氮二甲酰胺为起始原料,在自由基引发下模塑固化发泡制备出新型大豆油油基泡沫材料,该方法不依赖异氰酸酯原料。研究了发泡体系的热分解特性、泡沫材料的固化度、压缩性能及泡孔形态。     

微波固化成型三维中空复合材料结构的力学性能

为了改善三维中空复合材料结构微波固化成型的固化均匀性,提出了添加外部导热附加模具和内部微波吸收剂两种不同的方法。通过试验研究了附加模具的材料、厚度以及微波吸收剂种类和含量对三维中空复合材料结构力学性能的影响。结果表明,结构的平压失效模式包括芯柱失稳和压溃,剪切失效模式为芯材剪切失效和界面脱粘,短梁弯曲的失效模式为面板/芯材界面的脱粘后屈曲破坏。相比于未添加附加模具,AlN和Al_2O_3陶瓷均可以提高结构的力学性能,但AlN的增强效果更显著。AlN模具厚度的增加不利于结构的力学性能,模具厚度从0.5 mm增加到1.5 mm时,结构的平压、剪切和芯材剪切强度均随之降低。微波吸收剂的添加均可提高中空结构的力学性能,其中剪切和芯材剪切强度随着石墨含量的增加而增加,平压强度随着石墨含量的增加先增加后降低,而Fe_3O_4含量变化则对结构力学性能的影响不显著。     

注射成型EPDM/PP热塑性硫化橡胶的制备及性能研究

研究了注射成型EPDM／PP热塑性硫化橡胶的配方及共混设备对性能的影响。结果表明：采用双螺杆挤出机制备,硫化剂用量为3份时,制得的EPDM／PP的性能较好;注射成型试样的拉伸性能好于模压成型试样。     

A Tunable Nanoimprint System to Create New Features

Fabrication of different patterns based on the same nanoimprint mould is very attractive due to the time and cost consumption of fabricating hard mould. This paper demonstrates a tunable photo‐curing nanoimprint system to create new features based on the same polydimethylsiloxane (PDMS) mould and a Ti‐containing resist synthesized by titanium (IV) ethoxide and 2‐(methacryloyloxy)ethyl acetoacetate. The resist exhibits very high oxygen RIE resistance and is able to take the place of traditional polysiloxance based resists to fabricate high‐aspect‐ratio patterns. The resist also has a low shrinkage (about 2.45%) and a high Young’s modulus of 10.85 GPa after photo‐curing. High polarity contrast of PDMS and Ti‐resist makes the release process freely and PDMS mould can be directly used without further anti‐stick treatment. A number of new features are imprinted into Ti‐resist based on the same PDMS mould by controlling the deformation and the stretched PDMS mould can be repeatedly used after relaxation.     

正弦波形梁构件的RTM工艺模拟研究

本文采用PAM-RTM软件对航空用正弦波形梁典型构件进行了模拟分析,对构件进行了几何建模及有限元划分,选择构件不同位置采用线注胶或点注胶的注射方式对构件进行了常压力注射下RTM工艺模拟研究,由此确定了最佳注射方式以及注胶口、出胶口位置,根据干斑缺陷可能出现的位置优化了出胶口的设置,得到了无缺陷的构件制品并对预成型体铺放过程中可能出现的边缘效应对树脂流动及干斑缺陷的影响进行了研究。研究表明：合理设置出胶口是一种较好的消除干斑缺陷的方法,计算机RTM模拟为复合材料模具设计及构件制造提供了重要依据。     

聚硫橡胶增韧环氧树脂模具材料的研究

以液态聚硫橡胶为增韧剂,低分子量聚酰胺为固化剂,制备聚硫橡胶/环氧树脂快速模具材料。以冲击强度、压缩强度和固化时间为考核指标,通过正交设计优化了固化温度、聚硫橡胶的加入量、固化剂的加入量和石墨用量等参数。结果表明:固化温度、固化剂用量对环氧固化物的冲击强度、压缩强度和固化时间的影响十分显著,液态聚硫橡胶明显改善了环氧树脂快速模具材料的力学性能,而石墨对其影响较小。综合冲击性能、压缩性能和固化时间三项指标,确定了环氧树脂模具材料的最佳制备条件为:固化温度70℃,聚硫橡胶加入量25%,固化剂加入量100%,石墨加入量30%。