镍钢合金Invar过去一直是大批量复合材料部件首选的模具材料，因为其耐久性和热膨胀系数（CTE）与部件成型用的增强塑料相近。但是，随着复合材料部件越来越大，金属模具的过重问题给加工厂带来了新的挑战。因此，许多制造商转而采用复合材料工具，以降低重量，避免较高的镍钢加工成本。

美国复合材料制造商协会（ACMA）前技术总监Bob Lacovara说，越来越多的模具开始采用环氧树脂和碳纤维来制造，特别是对尺寸和模具稳定性要求比较高的场合。

“环氧树脂比聚酯树脂稍微耐用一点，它们具有较高的热稳定性，因此在需要高温固化的应用中，环氧树脂是一个很好的选择。”Lacovara说。他最近入选了ACMA杰出人物。

摒弃模型

“我认为最新最伟大的创新是直接模具的数控加工，它消除了模具生产过程中制造模型的步骤。”他说，“因为模型所用材料本身都有一些限制，而且部件的表面质量要求也是一个问题。”

“下一步就是开发出一种可以获得A级表面的技术，从而大大降低加工的成本和时间。”Lacovara说到。Lacovara领导着一家名为Convergent复合材料的咨询公司。

美国佛罗里达州的一家模具制造厂Mollicam采用五轴CNC（计算机数控）加工中心为复合材料行业生产模型、原型和模具，可以为临时的和产量有限的模具加工直接模具。该工厂有四台CNC机床，用于生产模具、船体和其他复合材料部件。

其中一个直接模具项目来自船艇制造商Wellcraft Marine公司。

“客户想要测试一个新的船体设计，需要一个模具生产出一个部件，让其在水中实际行驶。”Mollicam公司总裁Jeremy Mollica说到，“如果该部件运行良好，他们计划用该模具再生产一个部件，并将其转换为玻纤母模。然后他们将由此制造一个生产用模具。”

“直接模具以客户的需求为基础，我们经常加工直接模具，特别是一次性的部件。我们参与了许多主题乐园和船艇行业的项目。艺术作品和雕塑通常也都是一次性的项目。”他说。

模具材料根据客户制造部件所用的材料来确定。

“如果是一次性项目，而且表面质量要求不是很高。我们将直接加工成泡沫，然后在表面涂覆一层密封胶。”Mollica解释说，“如果只生产一个部件，但对表面质量要求较高的话，我们会将泡沫尺寸加工的小一点，然后附上一层玻璃，再在玻璃层压板上喷涂一层工程油灰。我们会将最后的表面制作的稍高一点，然后再进行加工，使其变低。”

“在为20个或20个以上的大量部件制造模具时，最好先生产一个模型。”Mollica说，“有了模型就可以生产出足够坚固的模具。如果模具需要进入高压釜，经常加热，我们就要对模型进行机加工，从而使生产出的模具达到高温要求。”

根据计算机数据进行的CNC加工是非常精确的。母模生产用的可加工复合材料模具板和板材来自不同的制造商。这些产品范围从聚氨酯泡沫、合成环氧树脂到碳泡沫。这些材料粘结在一起后，被加工成特定的模具形状，然后将其密封防止层压树脂渗透，并用双马来酰亚胺或环氧层压板包覆，最后才进行机加工。