CN103407034B - 复合材料阴模的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合材料阴模的制备方法，包括以下步骤：（1）上脱模蜡：在阳模的表面上蜡，一次上蜡后，隔15分钟后，再上下一次蜡，若干次上蜡后再进行后续步骤；（2）模具脱衣喷涂：在上完蜡的阳模表面喷涂模具脱衣，进行多次喷涂，上一次喷涂的模具脱衣完全固化后继续下一次喷涂，喷涂厚度为1mm±0.2；（3）表面积层：待模具脱衣完全固化后，铺设一层表面毡，再连续铺设两层短切毡；（4）结构积层：完成步骤（3）后，通过积层方法使用Sphere.Core？SBC材料积层，积层厚度一次可达10mm±1。采用本发明技术方案方法制备复合材料阴模，其产生的有益效果是制备工艺周期短、劳动强度低、成本低，制备出来的阴模质量高。

Description

复合材料阴模的制备方法

技术领域

本发明涉及一种制备阴模的工艺，尤其是涉及一种船舶、船舶、飞机、风电叶片、汽车、卫浴等适合复合材料生产的阴模模具。

背景技术

目前，依据现有的材料和设备无法一步到位直接生产复合材料阴模，基于当前阴模生产的工艺，是通过阳模来制作阴模的，所以先制作阳模，因此，阳模也称之为胎模或过度模，阳模只是起到一个过度作用。阳模与最终的产品一致，但是阳模需加装法兰边，因此，也有人在产品加上法兰边翻制阴模。

阴模，通常称之为模具，是制作产品所用，它是通过阳模翻制而来的，它的形状与产品正好相反，如产品为凸阴模则为凹，如产品为凹阴模则为凸出，英文译为MOLD，所以产品的来历一般遵循以下规则：即阳模（PLUG）---->模具（MOLD）---->产品（MOLDING）。

在中国专利文献CN102794838A中，公开了一种游艇壳体的复合阳模及其制作方法，其采用的技术方案是：该游艇壳体的复合阳模的制作方法是：

步骤一、用杉木板贴覆固定连接在基础钢架的上面，用数控加工中心将杉木板的外表面切削加工成倒扣的船体形状，由此在基础钢架上面获得船形的木板层；所述基础钢架(1)为由角钢焊接构成的上面呈船底形的析架；

步骤二、在木板层的外表面上用氯丁胶勃贴一层硬质聚氨醋泡沫塑料，用数控加工中心将硬质聚氨醋泡沫塑料的外表面切削加工成等厚的倒扣的船体形状层，由此在木板层的外表面获得一层等厚船形的泡沫层；

步骤三、在泡沫层的外表面上涂覆由环氧树脂加玻璃纤维帘布构成的环氧玻璃钢层，室温静置12小时固化，由此在泡沫层的外表面获得一层玻璃钢层；

步骤四、在玻璃钢层的外表面上涂覆厚度为8-15毫米的环氧树脂糊状泥层，室温静置24小时固化，之后，用数控加工中心将环氧树脂糊状泥固化层的外表面切削加工成厚度为5毫米的倒扣的船体形状层，由此在玻璃钢层(4)的外表面获得一层代木层；

步骤五、在代木层(5)的外表面上均匀喷涂厚度为0.5-1毫米的不饱和聚醋树脂层，室温静置24小时固化，由此在代木层的外表面获得一层胶衣层。

上述技术方案虽然提供了一种品质高、寿命长、成本低的游艇壳体的复合阳模制作方法，但是并没有披露具体采用怎样的技术方案来制作阴模。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种周期短、劳动强度低、成本低的复合材料阴模的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：该复合材料阴模的制备方法，包括以下步骤：

（1）上脱模蜡：在阳模的表面上蜡，一次上蜡后，隔15分钟后，再上下一次蜡，若干次上蜡后再进行后续步骤；

在阳模的表面上蜡，需要有更多的时间让阳模表面进行更充分的吸收，经多次研究实验表明，15分钟时间最适宜；

（2）模具胶衣喷涂：在上完蜡的阳模表面喷涂模具胶衣，进行多次喷涂，待一次喷涂的模具胶衣完全固化后继续下一次喷涂，喷涂厚度为1mm±0.2；

（3）表面积层：待模具胶衣完全固化后，铺设一层表面毡，再连续铺设两层短切毡；

（4）结构积层：完成步骤（3）后，通过积层方法使用Sphere.CoreSBC材料积层，积层厚度一次可达10mm±1。

结构积层是指通过积层方法使模具能够一定的钢性和强度要求，钢性要求通过工艺改良使用Sphere.CoreSBC材料积层，Sphere.CoreSBC是一种特别适用于加工具有高尺寸稳定性及高冲击强度模具的材料，使用该材料进行模具的制作可以保证模具快速完成，同时材料对于所使用的树脂并没有特殊要求，在使用常规树脂及工具的条件下即可保证模具的收缩降低，同时可以湿压湿进行积层并可控制反应放热。

做制成的模具具有优异的表面，减少纤维纹路及后加强结构纹路在模具表面的渗出，模具所具有的高抗冲击性能减少了在脱模过程中所产生的冲击力对模具的损伤，同时材料具有很好的延展性，使得该产品对于复杂形状的模具仍然具有良好的实用性，积层厚度一次可达10mm±1厚。

传统工艺达到同样的厚度要求需铺设450g/m2短切毡10层以上，且每次最多铺设三层才能满足表面效果和放热要求，此步骤较传统工艺可节省材料50%以上，工期缩短约60%。

模具强度影响了模具在使用过程过的变形、寿命、牢固等问题。传统工艺在制模过程中使用多轴向纤维布通过手工积层法，使模具达到一定的强度。在模具强度制作中采用真空导入法积层，在钢性结构外层铺设多轴向布6~8层，层与层之前用喷胶粘贴，保证每层能够良好的贴合，再铺设脱模布、导流网、导胶管和真空袋。利用真空泵施压导入树脂，真空导入法给施工带来优良的操作环境、减少浪费和节省人力。与传统工艺比较，同样的积层厚度强度可增加2倍以上，在大型模具使用中成本节省约40%，工期缩短30%以下。

进一步的改进在于，在所述步骤（1）中，上蜡次数至少15遍，形成更好的脱模效果，防止有某些地方没有打上蜡；上蜡时采用白色纯棉布，其产生的有益效果是，采用白色纯棉布不会伤到阳模表面。

进一步的改进在于，在所述步骤（3）中，铺设表面毡时，将气泡全部赶除，所述表面毡采用乙烯基酯树脂；在铺设短切毡时，也将内部气泡全部清除。

采用本发明技术方案的复合材料阴模的制备方法，较传统工艺周期短、劳动强度低、成本低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但不应理解为对本发明的任何限制：

图1是现有的游艇壳体的复合阳模剖视图；

图2是图1中A部分的放大示意图；

图3是复合材料阴模结构示意图；

图中：1-脱模蜡层，2-胶衣层，3-表面层，4-结构层。

具体实施方式

为了进一步了解本发明对现有技术做出的改进，先对现有技术进行如下说明：如图1、2所示，该现有的一种游艇壳体的复合阳模制作方法为：

步骤一、用杉木板贴覆固定连接在基础钢架101的上面，用数控加工中心将杉木板的外表面切削加工成倒扣的船体形状，由此在基础钢架101上面获得船形的木板层102；

步骤二、在木板层102的外表面上用氯丁胶勃贴一层硬质聚氨醋泡沫塑料，用数控加工中心将硬质聚氨醋泡沫塑料的外表面切削加工成等厚的倒扣的船体形状层，由此在木板层102的外表面获得一层等厚船形的泡沫层103；

步骤三、在泡沫层103的外表面上涂覆由环氧树脂加玻璃纤维帘布构成的环氧玻璃钢层，室温静置12小时固化，由此在泡沫层3的外表面获得一层玻璃钢层104；

步骤四、在玻璃钢层104的外表面上涂覆厚度为8-15毫米的环氧树脂糊状泥层，室温静置24小时固化，之后，用数控加工中心将环氧树脂糊状泥固化层的外表面切削加工成厚度为5毫米的倒扣的船体形状层，由此在玻璃钢层4的外表面获得一层代木层105；

步骤五、在代木层105的外表面上均匀喷涂厚度为0.5-1毫米的不饱和聚醋树脂层，室温静置24小时固化，由此在代木层5的外表面获得一层胶衣层106。

上述技术方案虽然提供了一种品质高、寿命长、成本低的游艇壳体的复合阳模制作方法，但是并没有披露具体采用怎样的技术方案来制作阴模。

为更方便的理解本实施新型的内容，以下所述涉及的左右，上下与附图中的方位是一致的。

如图1所示，本发明的复合材料阴模的制备方法，包括以下步骤：

（1）上脱模蜡：在阳模的表面上蜡，一次上蜡后，隔15分钟后，再上下一次蜡，若干次上蜡后，形成脱模蜡层1，再进行后续步骤；

脱模腊是指上在阳模表面层，方便阴模顺利的从阳模脱离出来，且上完一遍腊后过15分钟后才上第二遍腊，连续上15遍以上，上腊时一定要用白色纯棉布，这样不会伤到阳模表面；

（2）模具脱衣喷涂：在上完蜡的阳模表面喷涂模具脱衣，进行多次喷涂，待一次喷涂的模具脱衣完全固化后继续下一次喷涂，喷涂厚度为1mm±0.2，形成胶衣层2；

模具胶衣是喷涂在上完腊的阳模表面，离模后即是阴模的表面层，模具胶衣要求针孔少于95%以上，硬度达邵90D以上，表面光亮，颜色均匀，分多次喷涂，完全固化后继续第二次喷涂，总厚度达1mm±0.2，喷涂时胶衣不能流挂，厚度均匀；

（3）表面积层：待模具脱衣完全固化后，铺设一层表面毡，再连续铺设两层短切毡，形成表面层3；

表面积层是指在模具胶衣完全固化后铺设一层50g/m2表面毡，铺设时用猪鬃辊或钢辊将气泡全部赶除，本实施例中使用乙烯基酯树脂，与模具胶衣完全贴合；做完一层表面毡后连续铺设两层300g/m2短切毡，同样内部要完全清除气泡；

（4）结构积层：完成步骤（3）后，通过积层方法使用Sphere.CoreSBC材料积层，积层厚度一次可达10mm±1，形成结构层4。

结构积层是指通过积层方法使模具能够一定的钢性和强度要求。钢性要求通过工艺改良使用Sphere.CoreSBC材料积层，Sphere.CoreSBC是一种特别适用于加工具有高尺寸稳定性及高冲击强度模具的材料，使用该材料进行模具的制作可以保证模具快速完成，同时材料对于所使用的树脂并没有特殊要求，在使用常规树脂及工具的条件下即可保证模具的收缩降低，同时可以湿压湿进行积层并可控制反应放热，制成的模具具有优异的表面，减少纤维纹路及后加强结构纹路在模具表面的渗出，模具所具有的高抗冲击性能减少了在脱模过程中所产生的冲击力对模具的损伤，同时材料具有很好的延展性，使得该产品对于复杂形状的模具仍然具有良好的实用性，使用Sphere.CoreSBC材料积层厚度一次可达10mm±1厚，传统工艺达到同样的厚度要求需铺设450g/m2短切毡10层以上，且每次最多铺设三层才能满足表面效果和放热要求，此步骤较传统工艺可节省材料50%以上，工期缩短约60%。

模具强度影响了模具在使用过程过的变形、寿命、牢固等问题，传统工艺在制模过程中使用多轴向纤维布通过手工积层法，使模具达到一定的强度，本实施例在模具强度制作中采用真空导入法积层，在钢结构外层铺设多轴向布6~8层，层与层之前用喷胶粘贴，保证每层能够良好的贴合，再铺设脱模布、导流网、导胶管和真空袋，利用真空泵施压导入树脂，真空导入法给施工带来优良的操作环境、减少浪费和节省人力，与传统工艺比较，同样的积层厚度强度可增加2倍以上，在大型模具使用中成本节省约40%，工期缩短30%以下。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种复合材料阴模的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）上脱模蜡：在阳模的表面上蜡，一次上蜡后，隔15分钟后，再上下一次蜡，若干次上蜡后再进行后续步骤；

（2）模具脱衣喷涂：在上完蜡的阳模表面喷涂模具脱衣，进行多次喷涂，待一次喷涂的模具脱衣完全固化后继续下一次喷涂，喷涂厚度为1mm±0.2；

（3）表面积层：待模具脱衣完全固化后，铺设一层表面毡，再连续铺设两层短切毡；

（4）结构积层：完成步骤（3）后，通过积层方法使用Sphere.CoreSBC材料积层，积层厚度一次可达10mm±1；

在所述步骤（1）中，上蜡次数至少15遍；上蜡时采用白色纯棉布；

在所述步骤（3）中，铺设表面毡时，将气泡全部赶除，所述表面毡采用乙烯基酯树脂；在铺设短切毡时，也将内部气泡全部清除；

在步骤（4）中，同时采用湿压湿进行积层。

2.如权利要求1所述的复合材料阴模的制备方法，其特征在于，在步骤（4）中，采用真空导入法积层，在钢性结构外层铺设多轴向布6~8层，层与层之前用喷胶粘贴，再铺设脱模布、导流网、导胶管和真空袋。