摘要：复合材料在制造的过程中，优点是比较多的，与此同时，复合材料的模具设计和制造过程也应用了一系列的科学技术，所以受到了人们的广泛关注，但是复合材料模具设计、制造工艺技术还不是很成熟，仍然需要进行一系列的研究，所以在本篇文章中对复合材料模具设计制造工艺进行了探讨工作。
关键词：复合材料；模具设计；制造工艺；探讨
复合材料和普通材料相比，优点是比较突出的，要想生产出比较好的复合材料就需要相应的模具基础，因此复合材料工艺的重中之重便是模具设计制造工艺，对复合材料的模具设计制造工艺进行研究的意义是非常重大的。
一、复合材料概述
1.1复合材料成型模具简述
复合材料现如今被广泛应用于航空领域，而且其设计制造在逐渐向数字化设计制造转变。国内对于复合材料的研究起步比较晚，到目前为止仍处于初级阶段，再加上对复合材料及模具的数字设计制造技术不是很重视，所以对于复合材料模具的研究仍然处于比较尴尬的阶段，我们需要扭转这个局面。创新是一个民族发展的不竭动力，对于复合材料亦是如此，我们要重视复合材料模具的数字设计制造技术，它能够有效地控制复合材料的质量标准，提高模具的加工精确度。复合材料一般在制造过程中呈现出很大的灵活性，而其模具成型的种类有很多种，比如：手工成型的、喷涂成型的等等，这是与其对应的结构与材质相照应的。不同的结构类型的复合材料模具所需要特别注意的问题也是不一样的，比如缠绕成型的模具需要注意芯模的选择问题；金属框架式模具则要注意尺寸精确度、表面质量问题以及结构支撑力度等问题，这些问题直接关系着复合材料的生产质量，所以我们尤其要重视这些问题。社会新的发展催生新的技术革新，所以顺应时代的发展，复合材料模具的数字设计制造技术应运而生。接下来我们来详细探析复合材料模具的数字设计制造技术，希望对复合材料的生产有所帮助。
1.2复合材料的模具的基本构造
进行塑料复合材料的模具设计制造工艺时需要了解其基本构造。模具支架、模具底座和模具主体三大模块共同构成了塑料复合材料的模具。塑料模具主体又由通风孔、卡槽、内板、外板组成；塑料模具底座又由支撑钢架、叉车口、环形钢架组成。由此可见，塑料复合材料的模具构造并不简单。
二、复合材料成型模具数字化设计制造
设计任务可以在计算机软件中完成，但生产制造阶段的控制则需要人工来操作。数控技术是主要的控制手段，在工作任务开展期间，现场技术人员根据系统反馈得到的数据，选择相应功能，对现场制造情况也能做出全面了解。设计期间的数据计算要全面并且准确，这样制造任务才可以高效进行。控制系统需要具备数据分析能力，检测到数据误差第一时间发出警报反应，方便技术人员采取应急措施。
2.1数控加工技术
该控制技术应用了自动化控制理念，能够实现远程操作控制，与人工管理手段相比较，更安全高效。数控技术针对部件的生产加工能够实现全方位控制，全程自动操作，无需技术人员手工完成，将参数误差降至最低。复合材料在超高温环境下，可以一次成型，这样零件在使用阶段不存在焊接处强度低的问题，因此控制系统要完整。提升制造质量与材料选择有很大的关系，除此之外，现场控制也十分重要，能够起到监管的作用，并且管理技术也能随着生产需求及时创新进步。
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2.2对模具加工生产所面临的问题进行解决
复合材料模具的生产加工环节必然会面临一些问题，比如在结构焊接过程中会出现残余变形和残余应力等问题，这个就必须采取合理的工艺措施并且选择科学的设计方案来预防问题的产生；加工精度和表面质量是比较关键也是技术难度系数比较高的环节，这个环节极易出现质量问题，这是由于多方面的因素共同导致的，所以在这个环节的每一步操作我们都需要谨慎，必要的话我们可以借用数字化检测设备对此环节进行严格的检测，预防问题的发生，提高产品质量。由于复合材料构件的不同类型及不同材质在生产过程中会产生不同的热膨胀系数，这也是会影响复合材料模具成型的质量因素，所以我们在挑选材料时，尽可能选择热膨胀系数相近的材料，这样可以有效地防止由于热膨胀系数不同而产生的质量问题。
2.3对复合材料的模具进行选材
塑料复合材料的模具材料多种多样，有双马、铝制、钢材、氧化材料等，在选择上有许多的讲究，需要通过了解塑料复合材料的功能、使用寿命、性质、生产费用、生产周期等，进而加以分析并选取材料。钢材的强度较高，利于加工过程中进行切割等操作，而且生产费用不高，不过受热容易增大材料的体积，这类材料就较为适合对曲面弧度要求过低的塑料复合材料模具。TNVAR具有明显的钢力性能，受热时材料的体积基本没有变化，不过加工过程中不大好操作，而且生产费用较高，比较适合对曲面弧度要求过高、构架精密、体积偏大的塑料复合材料的模具。铝制材料的因为硬度较低，所以比较容易加工，而且生产的费用也不高，重量较轻，不过它的硬度不够高、强度也较低，所以使用的寿命会相较于其他材料短，比较适合对参数以及精度要求较低的塑料复合材料的模具。双马材料的强度较好，而且能够抵抗得住较高的温度，受热时材料基本不会出现膨胀的情况，可以在过高的温度条件下使用多次，不过此材料的生产费用较高，在制作塑料复合材料的模具时还需要母模，所以比较适合构架精密且复杂、体积庞大的复合材料的模具。氧化材料在加工复合材料的模具过程中用时较短，能抵抗住过高的温度，在高温下能维持原样，不过使用寿命较为短暂，比较适合实验件一类的塑料复合材料的模具制造。
2.4复合材料模具表面的完美处理
塑料复合材料的模具设计制造工艺还应该讲究其对表面的处理，把模具表面做到完美处理能够保证模具在生产过程中的质量，是整个塑料复合材料模具生产的重中之重。塑料复合材料模具表面的完美处理影响着模具在外观上的结构和质感，而这些决定了其模具的性质和功能，并且对模具的强度、稳定性和磨损度都有着直接的影响，因此必须看重对塑料复合材料模具表面的处理，要将其做到最完美的地步，以达到保证质量的目的。在当前的塑料复合材料模具发展中，它的表面处理在生产上分为下面几种类型：激光处理、化学处理、表面覆盖处理等。在采用智能、数控的机器对塑料复合材料的模具设计制造工艺加以生产的同时，还可以将激光运用其中，那么在生产的同时还可以借用激光进行模具的表面处理。激光处理的模具表面无痕、完美，而且还可以与生产的设备一起运用，从而保证保量完成生产，所以激光处理的方法备受人们推崇，此方法的重要性不言而喻。塑料复合材料模具表面的完美处理，还能够增加其使用周期。
三、总结
在本篇文章中首先研究了复合材料概述，即复合材料成型模具简述以及复合材料的模具的基本构造，其次研究了复合材料成型模具数字化设计制造，即数控加工技术、对模具加工生产所面临的问题进行解决、对复合材料的模具进行选材以及复合材料模具表面的完美处理。
参考文献：
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［2］杨铁江.张明.张剑.复合材料进气道的模具设计及工艺方案研究［J］.玻璃钢/复合材料.2011（11）.
论文作者:张磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/9/10
标签：复合材料论文; 模具论文; 塑料论文; 材料论文; 模具设计论文; 表面论文; 制造工艺论文; 《基层建设》2018年第21期论文;