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碳纤维模具调研报告
　 碳纤维模具 市场调研报告
　 2 模具作为工业生产的工艺装备，随时产品精细化发展，当今制造模具的新材料新工艺层次不穷。本次调研主要针对 碳纤维模具进行说明。
　本文主要阐述模具 国内外发呈现状，国内主要运用单位具材料，特殊是以聚酰亚***、双马来酰亚***等高温树脂为基体的复合材料构件多半采纳这种材料制作的模具进行成型制造。INVAR 合金的主要问题是加工比较困难，而且价格昂贵。
　（2 ）密度小 复合材料的密度比较小，用其制造的模具质量比较轻。由于碳纤维复合材料具有高强度、高模量和低密度等特点（见表 2），所以用它制作的模具成型面厚度可以做得很薄，一般只有 6mm 左右，最厚不会超过 9mm。因此即使是大型困难的复合材料模具，其重量也特别轻，易于搬运，便利运用。曾有报导，欧洲空中客车公司的 A320 飞机复合材料垂直尾翼原安排采纳低碳钢制作其成型模具，但经过设计计算，钢模具太重，超过了德国 MBB 公司当时的热压罐和起吊设备的承受实力，后来改用复合材料模具，不但很好地解决了模具重量问题，而且高质量地制造出当时全球最大的民用客机复合材料构件。
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　与金属模具对比，复合材料更轻。随着复合材料构件越来越大，金属模具过重问题给加工厂带来了新的挑战。因此，很多制造商转而采纳复合材料模具以降低质量，同时避开较高的镍钢加工成本。在材料技术日新月异的今日，复合材料模具在不久的将来就可能替代相当部分的金属模具成型大型制件。
　（3 ）热容小 复合材料模具加热固化时所需热量比较小。碳纤维复合材料的比热容一般大于金属材料（见表 3）。由于复合材料模具的质量比金属材料要轻，特殊是比碳钢和 INVAR 钢模具要轻得多，因此在固化成型加热时，复合材料模具所须要的热量远小于 INVAR 合金等金属材料模具，它可以按要求以比较快的升温速度进行加热固化，可以在较短的固化周期内完成复合材料构件的固化成型，从而可以节约能源和工时，降低制造成本。
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　（4 ）可修复性好 复合材料模具具有较好的可修复性。复合材料模具一旦损坏( 如冲击损伤、真空泄漏、表面划伤等)，能在较短的时间内、以较低的成本修复好。而金属模具受损断裂或变形后，一般很难修复。
　（5 ）制造成本相对较低 复合材料模具的制造成本比钢模具和铝合金模具还是要高得多，但是比起 INVAR 合金模具则要低一些，特殊是模具的形态比较困难和须要的模具数量比较多时，其成本会更加低。复合材料模具是在母模上成型出来的，而且一个母模可以成型多个模具。母模的制造成本基本上与模具的成本相当，但它的成本是非重复成本，一次性投入制造出母模之后，生产的模具数量越多，分摊在每个模具上的母模制造费用就越少，所以每个模具的制造成本就越低。
　（6 ）低温固化高温 运用 复合材料模具预浸料具有低温固化高温运用的特点。目前的模具预浸料一般可以在 60℃甚至更低的温度下进行固化，脱离母模后，模具呈自由状态下进行后固化后可以在高温下运用。模具预浸料可在低温下完成固化这一特点拓宽了母模材料的可选择范围，使得一些价
　 9 格低廉的材料，如石膏、木材等也可以用于母模的制造，从而降低母模的造价。
　4 、技术特点 复合材料模具一般用预浸料制作，具有高的纤维体积分数，低的热膨胀系数，易加工和微小的毒性等优点。国