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在複合材料製造中，模具必須承受高溫而不變形，這正是 Invar 大顯身手的地方。
💡Invar 的名稱源自 “invariable”（不變的），由諾貝爾獎得主查爾斯·愛德華·紀堯姆（Charles Édouard Guillaume）發現，因其幾乎為零的熱膨脹性而得名。
❓Invar 為何幾乎不會膨脹？（又名 Invar 效應）
關鍵在於原子結構：Fe–Fe（鐵-鐵）原子對即使在升溫時也保持磁性對齊。在 Invar 36（36% 鎳，64% 鐵）中，鐵晶格的熱膨脹會被鐵原子之間的磁排列所抵銷，而鎳則穩定了這種效應，使其在廣泛的溫度範圍內仍具效果。
這種內部的平衡賦予 Invar 極低的熱膨脹係數（CTE），使其成為高溫、精密複合材料模具的理想材料。
在碳纖維（特別是航空航太領域）中，尺寸不匹配 = 應力。Invar 確保與碳纖維部件的熱相容性，有助於保持緊密鋪層、低固化應力和高尺寸精度。
Invar 成為高要求複合材料模具的首選原因：
🔹 超低熱膨脹係數（1.3 × 10⁻⁶ /K）
🔹 在高壓釜（autoclave）高溫下保持尺寸穩定性
🔹 每次循環都維持一致表現
常見 Invar 材質類型包括：
🔹 Invar 36 — 航空航太模具的首選
🔹 Super-Invar — 極致熱穩定性（如光學、太空應用）
🔹 M93/M95 — 便於加工與焊接，適用於大型工具模具
🔹 Free-Cut — 專為高速加工與快速交期設計
雖然 Invar 擁有無可匹敵的熱穩定性，但成本並不低。因此有時會根據預算、模具設計複雜度或性能取捨，選擇替代材料：
🔹 碳纖維複合材料模具：輕量，且與碳纖維部件的 CTE 相近。亦可與 Invar 表面層結合，打造混合模具，同時兼顧減重與熱穩定。
🔹 鋁材：成本低、易加工，但高 CTE 易造成變形與固化應力。
🔹 工具板/合成泡棉：適合原型製作，但不適用於高壓釜或高精度需求。
🔹 鋼材：堅固且精準，但笨重且與碳纖維熱性質不匹配，可能導致固化變形。
總結來說，當尺寸精度、重複性與零件脫模時無應力釋放成為不可妥協的關鍵，Invar 的高成本就變得物超所值。
💡註："CTE 1.3 × 10⁻⁶ /K" 指的是材料的**線膨脹係數（Coefficient of Thermal Expansion, CTE）**，數值為 **1.3 × 10⁻⁶ /K**。
這個數值表示當材料的溫度每升高或降低1度凱氏（K）時，材料的長度會變化其原長的**1.3 百萬分之一（0.0000013）**。
簡單來說：
- CTE 越高，材料的熱脹冷縮越明顯。
- 這個數值常用於工程和材料科學，來預測材料在溫度變化時的尺寸變化。
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