先進復合材料構件成型模具和工裝技術

（8）模具加熱系統。

模具加熱系統主要分為：熱氣外部加熱，通常采用熱壓罐（圖5）或水壓罐加熱；模具本身或與模具緊密接觸臺板的電加熱；電加熱毯局部加熱；模具或臺板內部的流體加熱，通常采用蒸汽或熱油；高速噴射氣流加熱系統；微波加熱和感應加熱系統，主要用于小零件，對于較厚的層合板，可使其從內到外發生固化。

固化容器系統主要有熱壓罐、水壓罐、壓容器、烘箱和熱分流罐。其中熱壓罐是一種普遍使用的通用系統，壓力可達3.0MPa，具有成本高、固化周期長的特點。水壓罐壓力更高，可達80MPa，具有成本低的優點。烘箱是一個加熱容器，用于低壓或真空壓力下復合材料構件的固化，通過使用橡膠等高膨脹的模具材料，或者在模具中使用高壓氣體以提高其壓力，其突出優點是運行成本較低。熱分流罐是利用獨特的壓力容器提供成型的壓力和熱量，其中介質的膨脹和收縮是通過蒸汽和冷水流經埋在介質內的管線來實現。

模具和工裝材料

對具有較大曲度的復雜構件，當模具與復合材料的熱膨脹系數出現嚴重失配時，會使復合材料結構的強度和尺寸精度嚴重降低。在大型復合材料模具選材中，應考慮的主要因素是模具和制件之間熱膨脹的一致性。常用的模具材料有：鋁或鋼、整體石墨、陶瓷、硅橡膠、電鑄鎳、殷鋼、銅合金、Avamid-N、復合材料膜塑模具等。

殷鋼是Invariable Alloy的簡稱，是鐵與鎳等稀有金屬制成的含有33%左右鎳的一種合金，主要的特征是在加熱時膨脹系數很小，僅為2.20×10-6(/℃)，遠低于已知的任何一種金屬的膨脹系數，只相當于碳鋼膨脹系數的1/6，且經適當的回火、壓延和旋展后，可均勻地保持近零的膨脹系數。它從根本上克服了碳鋼受熱易變形的弱點。殷鋼主要有殷鋼36（含36%的鎳）和殷鋼42（含42%的鎳），是一種低碳奧氏體合金鋼，其熱膨脹系數與復合材料相匹配。圖6為殷鋼模具的一個范例。