易溶模具是指采用在某种溶剂中易于溶解的材料运用浇铸法或模压法制成空心或实心的模具。复合材料构件依赖这种模具成型后,从开口处通入合适温度的溶剂,使模具材料溶解进而从构件中流出。低溶盐和石膏是常用的芯模材料。另外,水溶性型芯材料也可由粘结剂和陶瓷填料组成,粘结剂为有机高分子材料,具有脱水固化、遇水溶解的可逆特性;陶瓷填料由氧化铝和高岭土组成,陶瓷料浆的固相体积分数使粘结剂具有良好的水溶性和高的热分解温度[7]。图7为易容模芯的使用原理。
复合材料模具多采用碳纤维或玻璃纤维复合材料制成,模具的热膨胀系数与成型构件的热膨胀系数大致相匹配,很好地保证了产品尺寸和型面精度,且模具重量轻。缺点是模具的制造工艺复杂、表面密封性较差、表面硬度较低、与金属模具相比使用寿命较短,且制造成本高。
整体石墨模具具有热膨胀系数低、热导率高、热容量低和尺寸稳定的优点。缺点主要有升温慢和易碎,通常需要表面涂层。
陶瓷模具热膨胀系数较低,同时还是优良的绝缘体,但是成本高、难加工、热导率低、易碎。
碳泡沫是一种新型复合材料成型模具材料,其特点包括:(1)与碳纤维复合材料同属于碳材料,热膨胀匹配好,尺寸稳定性好;(2)重量轻,适合大尺寸复合材料构件成型;(3)耐高温,适合复合材料成型;(4)易于快速成型,易于机械加工和胶接成型,成本较低;(5)满足气密性需要特殊处理;(6)碳泡沫适合制造小批量复合材料构件的成型模具。
硅橡胶模具是利用硅橡胶受热膨胀的原理,使压力通过硅橡胶传递到制件上,达到对制件加压的作用。
丙烯酸酯胶片是通过将丙烯酸酯做成所需模具的形状,经硫化后即可使用。该模具同硅橡胶模具相同,也是同金属模具配合使用。若制件的结构尺寸及表面要求较高时,则需在丙烯酸酯内铺纤维预浸料或其它加强材料,并且最好用金属模具硫化,以保证硫化后模具的尺寸稳定及表面质量。