樹脂基快速模具材料的研究.pdf

1、以快速原型技術(shù)(Rapid Prototyping，簡稱RP)為技術(shù)支撐的快速模具制造技術(shù)(Rapid Tooling 簡稱RT)得到了迅速發(fā)展，其中介紹了分層物體(L,OM)、立體光固化(SLA)、熔融沉積(FDM)、選擇性燒結(jié)(SLS)和等離子沉積等多種工藝，并對其在鑄造、塑性成形和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用作了概述， 復(fù)合材料在模具中得到越來越多的應(yīng)用，本文主要研究一種適合于快速模具的樹脂基復(fù)合材料。樹脂基復(fù)合材料模具與其它材料制造

2、的快速模具相比具有極高的形狀穩(wěn)定性、剛性、沖擊韌性、硬度和加工性能，以及良好的耐熱性、表面特性和耐腐蝕性等，相對質(zhì)量較輕又便于改型或修理，且速度更快、成本更低，不但能縮短模具的制作時間、降低模具的制作成本、提高模具加工精度等，因而樹脂基快速模具的出現(xiàn)有力地推動了模具工業(yè)的快速發(fā)展。選用了環(huán)氧樹脂(EP)為基體，玻璃纖維(GF)為增強劑，并配以其它加工助劑，制備了EP基復(fù)合材料，用以制造快速模具，應(yīng)用效果良好。 本文根據(jù)快速模具材

3、料的特殊性要求，討論了快速模具用環(huán)氧樹脂(EP)基復(fù)合材料在不同配比下彎曲強度、沖擊強度、硬度、熔體流動性和機械加工性等的對比關(guān)系，從而優(yōu)化出綜合性能最佳的快速模具用環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料。首先選擇模具基體材料、增強材料以及添加劑，然后確定試樣和各種材料不同的配比，最后對四種復(fù)合材料制得的試樣進(jìn)行抗彎強度、沖擊韌性、硬度和機械加工性能等一系列的實驗研究，最終確定出最優(yōu)配比和綜合性能優(yōu)良且適合于快速模具的環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料。采用此種復(fù)合材料制

4、造快速模具具有質(zhì)量輕、周期短、成本低等優(yōu)點。 試驗結(jié)果表明，環(huán)氧樹脂、玻璃纖維、固化劑、稀釋劑和消泡劑是影響環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料彎曲強度、沖擊韌性、澆注能力、硬度和機械加工性能等性能的最重要因素。在四種試驗方案中，第三種材料配比，即由質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為33．55％的EP、3.40％的固化劑、33.55％的稀釋劑、10.00％的SGF、6.7％的阻燃增韌劑、2.70％的陶瓷粉末、5.00％的石墨、1.70％的消泡劑及3.40％的鋁粉構(gòu)成。