1. 靜態(tài)力學(xué)性能：熱固性 vs. 熱塑性復(fù)合材料

在完整溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的拉伸測試顯示了熱固性材料與熱塑性材料在靜態(tài)性能方面的顯著差異。研究中的熱固性復(fù)合材料即使在溫度接近 +120°C 時仍能保持相對穩(wěn)定的模量和拉伸強(qiáng)度，這證明其適用于高溫復(fù)合材料模具以及汽車環(huán)境中的結(jié)構(gòu)部件。

相比之下，兩種熱塑性復(fù)合材料的剛度和延伸率隨溫度變化更為明顯。其溫度相關(guān)的粘彈性行為會在高溫下降低模量，但在低溫下提升抗沖擊性能。這種雙重特性使其非常適合用于模壓成型（compression molding）生產(chǎn)工藝，尤其適用于需要吸能特性的組件。

2. 極端溫度下的疲勞行為

疲勞測試結(jié)果表明溫度是影響長期結(jié)構(gòu)可靠性的主要因素。在高溫環(huán)境下，高分子鏈的移動性和微觀結(jié)構(gòu)松弛現(xiàn)象加劇，使疲勞損傷加速發(fā)展。熱塑性材料對這一現(xiàn)象更為敏感，而熱固性復(fù)合材料由于其高交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在高溫疲勞性能上表現(xiàn)更優(yōu)。

這一發(fā)現(xiàn)對模壓成型復(fù)合材料部件制造商尤為重要，包括：

• 汽車底護(hù)板系統(tǒng)
• 新能源汽車電池結(jié)構(gòu)外殼
• 發(fā)動機(jī)艙蓋與部件
• 高載荷支架與橫梁
• 工業(yè)泵及電機(jī)部件

MDC在SMC 模具、BMC 模具、碳纖維模具以及熱塑性復(fù)合材料模具方面擁有豐富經(jīng)驗(yàn)，能夠確保這些高要求應(yīng)用的穩(wěn)定加工表現(xiàn)。

3. 對復(fù)合材料模具與模壓成型生產(chǎn)的意義

理解復(fù)合材料的溫度依賴疲勞行為，不僅對材料選擇至關(guān)重要，對先進(jìn)復(fù)合材料模具（composite moulds）和模壓成型模具（compression tooling）的設(shè)計也具有重大意義。模具溫度控制、加熱均勻性以及排氣設(shè)計必須與材料的熱響應(yīng)相匹配。

例如：

• 熱固性復(fù)合材料（如 SMC、BMC）需要 135–160°C 的精確模溫以確保充分固化。
• 熱塑性復(fù)合材料（如 LFT、CF 增強(qiáng) PP）需快速加熱與冷卻來保持尺寸一致性。
• 碳纖維混合復(fù)合材料需要模具具備極低的熱變形與高剛性，以滿足航空航天級精度要求。

這些因素直接影響模具壽命、成型周期以及零件一致性，而這正是MDC Mould擅長的領(lǐng)域。

4. 研究資助與產(chǎn)業(yè)背景

本研究部分由意大利企業(yè)及意大利制造部（MIMIT）資助，項(xiàng)目名稱：“采用軸向磁通電機(jī)的新一代模塊化智能液壓泵。” 研究內(nèi)容與當(dāng)前全球產(chǎn)業(yè)趨勢高度契合，特別是在提升復(fù)合材料在電機(jī)、泵、汽車總成與能源系統(tǒng)中的熱穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)可靠性方面。

結(jié)論

對于熱固性與熱塑性復(fù)合材料溫度依賴疲勞行為的深入研究，為高精度復(fù)合材料制造提供了關(guān)鍵洞見。隨著汽車與新能源行業(yè)加速向輕量化方向轉(zhuǎn)型，對耐高溫、高疲勞強(qiáng)度材料的需求將持續(xù)增長。

憑借在SMC 模具、BMC 模具、碳纖維模具、熱塑性復(fù)合材料模具以及大型復(fù)合材料模具（composite tooling）方面的先進(jìn)制造能力，MDC Mould將繼續(xù)為全球客戶提供下一代高性能復(fù)合材料部件的技術(shù)支持。