一、概況

環(huán)氧樹脂模具又稱樹脂模具，它具有制造周期短、成本低、特別適合形狀復雜的制品和產(chǎn)品更新?lián)Q代快速的工業(yè)領域；因此，在國外先進國家已得到廣泛的應用，特別在汽車制造業(yè)、玩具制造業(yè)、家電制造業(yè)、五金行業(yè)和塑料制品等工業(yè)系統(tǒng)使用得更為普及。環(huán)氧樹脂模具按不同的結(jié)構(gòu)和用途，采用各種性能的環(huán)氧樹脂、固化劑、增韌劑和填料（鐵粉、鋁粉、硅微粉、重晶石粉等）等配制成模具樹脂，同時以玻璃纖維布和碳纖維布作增強材料而制成的。

環(huán)氧樹脂模具按不同用途和技術(shù)要求，能設計出不同的環(huán)氧模具樹脂配方組份。從國內(nèi)、外環(huán)氧樹脂模具實際應用統(tǒng)計，環(huán)氧樹脂適合于制作以下幾種類型的模具，在冷壓模具方面有：彎曲模、拉延模、落錘模、鑄造模等；在熱壓模具方面有：塑料注射模、注臘模、吹塑模、吸塑模、泡沫成型模、皮塑制品成型模等。 環(huán)氧樹脂模具的制造特點，是制造簡易，快速，成本低；例如一些外形復雜、難成形的金屬模具，用環(huán)氧樹脂制造，采用澆注法或低壓成形法，就能一次成形，無需大型精密切削機床，也可不用高級鉗工。有些金屬模具制造的周期要幾個月至半年，采用環(huán)氧樹脂模具一般只要3～5天就可完成，其成本僅僅是鋼模的15～20%左右，而且樹脂模具使用壽命很長，磨損了還可以很快修補好，繼續(xù)使用。因此，環(huán)氧樹脂模具的制造是一項打破傳統(tǒng)機械加工工藝的新技術(shù)、新材料和新工藝。環(huán)氧樹脂模具，在國外都是大型工廠設立的專門研制中心制造的，而在國內(nèi)僅在于國防工業(yè)單位研制了一些，一般工廠企業(yè)都缺乏這方面的制造工藝技術(shù)和配方，所以在我國環(huán)樹脂模具的應用、普及和發(fā)展的速度很緩慢。今后隨著新材料、新技術(shù)的發(fā)展，環(huán)氧樹脂應用技術(shù)的推廣，環(huán)氧樹脂模具的綜合性能和制造技術(shù)被廣泛了介和認識，環(huán)氧樹脂復合材料性能的提高，樹脂模具的制作工藝和應用工藝的簡化，環(huán)氧樹脂模具必然會得到飛躍的發(fā)展，成為新的高效率的低成本的先進模具。

二、環(huán)氧樹脂模具的種類

1、環(huán)氧樹脂冷壓類型的模具

 
     （1）彎曲模、成形模、拉延模、切口模等。

環(huán)氧樹脂的復合材科主要用來制造凹凸模，可以澆注成形，也可以低壓模壓法成形，它可以沖壓或拉延0.8毫米鋼板2毫米以下的鋁板，壽命在萬次以上不磨損。對于大型拉延模具，如汽車駕駛室頂蓋件，用環(huán)氧樹脂制造模具顯示出更大的優(yōu)越性，無需大型切削機床。切口模用來制造結(jié)構(gòu)復雜的大型零件，在凹凸模刃口部嵌以鋼帶。用環(huán)氧樹脂制造的彎曲成形模具，沖壓的另件有吊扇的風葉等，風葉型面尺寸要求很高，因關(guān)系到風量和使用效果等，環(huán)氧樹脂模具固定在100噸沖床上沖壓成形，沖壓次數(shù)巳達三十余萬次，樹脂模具還在使用。

 
     （2）落錘模

采用環(huán)氧樹脂落錘模，可以沖壓2.5毫米厚的鋁板，1.5毫米厚的不銹鋼板。樹脂做的模具，協(xié)調(diào)性能好，工藝簡單，制造周期短，比鋁鋅模縮短3/4時間，還可節(jié)省大量的有色金屬，降低成本。

（3）鑄模

關(guān)于鑄模如模型、芯盒、型板等，采用環(huán)氧樹脂制作鑄模的優(yōu)點：

①樹脂模具制造周期短，如鋁模制造周期約一個月，而樹脂模具制作只需3～5天；

②樹脂模具使用壽命長，如鋁模用到二千次就要大修，而樹脂模可用到二萬次；

③樹脂模具修理簡單、方便；

④樹脂模具重量輕，勞動生產(chǎn)率高。

因此，國、內(nèi)外巳普遍、廣泛的應用環(huán)氧樹脂制作鑄模。結(jié)構(gòu)形式：有樹脂包復式模具和全樹脂整體式模具。

此外，環(huán)氧樹脂還能制作錘擊模、爆炸成形模、液壓成形模、拉伸模胎、移形模、檢驗模等，以上的樹脂模具，大部分是用來制造飛機，汽車或火箭上的另部件。環(huán)氧樹脂模具制造速度快，成本低、協(xié)調(diào)性能好，能解決一般金屬模具制造中的技術(shù)難關(guān)。

 2、環(huán)氧樹脂熱壓類型的模具

（1）注臘模

用于壓注臘型的模具，一般用金屬制作模具，批量小的、要求不高的也采用石膏模。先用注臘模注出臘型，根據(jù)臘型再做成殼模，溶臘后澆注金屬。樹脂的注臘模，強度高，成型方便，光潔度高，耐磨性好，導熱性稍差一些，在加工成形雕塑的型面時，經(jīng)濟效益就更高了。

      （2）塑料注射模

隨著工程塑料的飛躍發(fā)展與廣泛的應用，塑料模具的制造，就更顯出重要性了。環(huán)氧樹脂注射模具是國內(nèi)外正在努力突破的一項新技術(shù)。據(jù)資料介紹，環(huán)氧樹脂注射模國外作為一種簡易、快速模具，因為它成型快，外形精確，但缺點是耐熱性差，因此，在樹脂模具設計時應考慮冷卻水管道，來提高注塑次數(shù)。我國也有幾個單位在研制這類樹脂模具，并取得了良好的應用，注塑次數(shù)巳達萬次以上，環(huán)氧樹脂模具型面無變化。在樹脂模具配方設計上的優(yōu)化和模具結(jié)構(gòu)上的改進，使樹脂模具的熱態(tài)強度、導熱系數(shù)都有較高的水平。因此，如果產(chǎn)品型面為雕塑的型面，機加工簡直無法加工的，則更顯出環(huán)氧樹脂模具的優(yōu)越性。

（3）吹塑模和吸塑模具

        這類模具都要求環(huán)氧樹脂配方固化物要有良好的熱態(tài)強度和導熱系數(shù)，它最大的優(yōu)點是成形方便，這些樹脂模具都屬于開發(fā)應用中的模具。

三、制造環(huán)氧樹脂模具的材料與性能

制造樹脂模具的基體樹脂有酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂等。在這些基體樹脂中，環(huán)氧樹脂的機械、物理性能最好，工藝性也好。所以現(xiàn)在都用環(huán)氧樹脂制造模具，如現(xiàn)在最高強度的復合材料，就是環(huán)氧樹脂與硼纖維、碳纖維等制成的。

基體樹脂：常用的環(huán)氧樹脂有雙酚A環(huán)氧樹脂，如；YD-128、E-51、E-44等；線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-44和F-45；氨基多官能團環(huán)氧樹脂AFG-80、AFG-90；脂環(huán)族環(huán)氧樹脂R-122等。根據(jù)不同樹脂模具的機械強度要求、耐熱性要求和精度要求選擇基體樹脂類型，再設計配方。

固化劑：胺類固化劑：脂肪胺、縮聚胺、芳香胺、改性芳香胺等；

咪唑類固化劑：2-甲基咪唑、改性咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑等；

酸酐類固化劑：甲基四氫苯酐、改性甲基四氫苯酐、氯橋酸酐、均苯四甲酸二酐等。

增韌劑：LDY-050活性增韌劑、LDY-052反應型增韌劑、LDY-055海島結(jié)構(gòu)增韌劑、高聚合度聚硫橡膠、端羧基丁睛橡膠等。

纖維增強材料：玻璃纖維（布）、碳纖維（布）、硼纖維（布）等。

填料：硅微粉、鐵粉、鋁粉、銅粉、氧化鋁粉、重晶石粉等。

環(huán)氧樹脂模具復合材料，是由基體樹脂、固化劑，增韌劑，填料和纖維增強材料等組成，起固化反應而達到高性能的模具樹脂。根據(jù)不同模具不同的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，設計不同的配方，配方不同，其成形工藝，固化工藝也不同。

　四、制造環(huán)氧樹脂模具的工藝方法

  1、澆注工藝制造

 按環(huán)氧樹脂配方比例稱量和混合，然后澆注入模型模具，按配方工藝要求，采用室溫或高溫固化成型。也可采用振動澆注工藝。

 2、層壓工藝制造

 玻璃纖維或碳纖維增強的環(huán)氧樹脂模具，在固化時不用壓力的，在模型里層迭纖維增強材料并層層涂以環(huán)氧樹脂混合料，稱為接觸層迭工藝。固化時如在加壓下進行，可增加玻璃纖維含量，稱加壓層壓工藝。

 3、短玻璃纖維增強與樹脂的混合物，能夠在簡易的金屬模內(nèi)成形。

總之，不同的模具，根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)、模具的類型、模具的技術(shù)要求來設計不同的環(huán)氧樹脂配方和制造工藝，才能制造出良好的環(huán)氧樹脂模具。