復合材料模具多采用碳纖維或玻璃纖維復合材料制成，模具的熱膨脹系數與成型構件的熱膨脹系數大致相匹配，很好地保證了產品尺寸和型面精度，且模具重量輕。缺點是模具的制造工藝復雜、表面密封性較差、表面硬度較低、與金屬模具相比使用壽命較短，且制造成本高。
 
    整體石墨模具具有熱膨脹系數低、熱導率高、熱容量低和尺寸穩定的優點。缺點主要有升溫慢和易碎，通常需要表面涂層。

    陶瓷模具熱膨脹系數較低，同時還是優良的絕緣體，但是成本高、難加工、熱導率低、易碎。

    碳泡沫是一種新型復合材料成型模具材料，其特點包括：（1）與碳纖維復合材料同屬于碳材料，熱膨脹匹配好，尺寸穩定性好；（2）重量輕，適合大尺寸復合材料構件成型；（3）耐高溫，適合復合材料成型；（4）易于快速成型，易于機械加工和膠接成型，成本較低；（5）滿足氣密性需要特殊處理；（6）碳泡沫適合制造小批量復合材料構件的成型模具。

    硅橡膠模具是利用硅橡膠受熱膨脹的原理，使壓力通過硅橡膠傳遞到制件上，達到對制件加壓的作用。
丙烯酸酯膠片是通過將丙烯酸酯做成所需模具的形狀，經硫化后即可使用。該模具同硅橡膠模具相同，也是同金屬模具配合使用。若制件的結構尺寸及表面要求較高時，則需在丙烯酸酯內鋪纖維預浸料或其它加強材料，并且最好用金屬模具硫化，以保證硫化后模具的尺寸穩定及表面質量。
 

    低熔點合金模具的種類很多，如鉛鋅模、秘錫模、鋅基合金模等，其特點是熔點低、易于制模，其難點在于控制其凝固收縮率。美國從20世紀70年代開始研制符合生產復合材料制品的鋅基合金模具。鋅基合金用于復合材料制件成型模具有突出優點，如制模簡便、制造周期短、生產成本低，并具有足夠的強度、剛度、硬度、光潔度、氣密性，使用壽命長，導熱率高等。美國在20世紀80年代研制的Kirksite鋅基合金模具，成功地制成了波音737尾部整流罩等復合材料大型結構件[9]。

    模具和工裝制造方法

    采用殷鋼包絡板框架式焊接結構，型面一般采用10 mm厚的殷鋼板焊接。由于型板只有10 mm厚，需要解決漏氣問題，減少焊接變形和內應力，保證模具密封性。

    非金屬模具一般采用多工步完成，用復合材料制造模具的常規順序為：采用石膏制作基準模型，而后進行數控加工；在基準模型上增加塑膠層；采用濕法鋪貼或預浸料鋪貼，將石墨/環氧鋪層或玻璃編織布或碳纖維編織布鋪貼在塑膠面石膏模上，并采用真空烘箱和熱壓罐壓實技術制造生產用模具。

    電沉積鎳模具是通過電沉積方法，在芯模或塑料模具上形成一層可鍍金屬層，然后將芯模等去掉。

    氣相沉積鎳模具是通過氣相沉積的方法，在聚酰亞胺上沉積一層金屬鎳，如圖8所示。

    金屬噴涂模具含有一層熱噴涂金屬殼，采用一些低成本材料結構作支撐，如木材、石膏或模具蠟。這些模具在簡單的液壓或氣壓下可以整體加熱，因此能夠提高生產效率，降低能耗成本。

    對于RTM模具，主要采用數控加工，其型腔表面的光潔度越高，做出產品的表面質量也就越好，產品脫模時也就更加容易，不過相應的加工費用也會提高。

    結束語

    近年來，先進復合材料構件成型模具和工裝技術發展迅速。國外在自容式模具系統、易變形模具、易溶模芯、以及連續擠壓成型等模具結構方面已經大量應用，并且在殷鋼、碳泡沫、形狀記憶高分子材料等新材料方面和電沉積鎳、氣相沉積鎳等模具制造技術方面已成熟應用，雖然有些技術我國已開始起步，但應用的范圍和成熟度還滿足不了生產需求，急需在這方面加大研發力度，提升復合材料模具和工裝技術水平，為加快型號研制提供制造基礎技術保障。