先進(jìn)材料的應(yīng)用是航空技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步的重要推動力之一。航空材料是航空產(chǎn)品的技術(shù)性能、生存能力、延長壽命和提高經(jīng)濟(jì)可承受能力的基礎(chǔ)，屬于優(yōu)先發(fā)展、重點突破的關(guān)鍵技術(shù)?！?/span>

我國航空產(chǎn)業(yè)正在面臨國產(chǎn)飛機先進(jìn)材料利用率較低的現(xiàn)狀，航空產(chǎn)業(yè)上下游都希望提高復(fù)材的機身材料占比，進(jìn)而滿足最新的推重比、吸波率、耐候等一系列技術(shù)要求，實現(xiàn)飛機在高機動性、隱身性等方面的性能提升，同時簡化日常保養(yǎng)，降低后勤部門的工作負(fù)擔(dān)。

在行業(yè)發(fā)展的趨勢下，國內(nèi)一家飛機復(fù)材研究所，也在不斷嘗試和探索新技術(shù)、新工藝，他們的主要業(yè)務(wù)為開發(fā)飛機上復(fù)材零件制造的工藝，主要應(yīng)用于蒙皮、機翼、雷達(dá)罩、垂尾天線罩、平尾和方向舵內(nèi)蜂窩等機身結(jié)構(gòu)，那么開發(fā)工藝流程中一個不可或缺的環(huán)節(jié)即模具的定制和應(yīng)用。

原有的復(fù)材模具外協(xié)流程用時較長，平均需要4-7周才能交付，如果遇到尺寸較大或者異型結(jié)構(gòu)的零件時，則需更久，另外成本也會顯著增加。這一現(xiàn)狀在很大程度上制約了飛機開發(fā)過程中對復(fù)材零件的設(shè)計迭代效率，于是工藝研究人員將目光投向快速成型領(lǐng)域?qū)ふ医鉀Q方案，起初他們?yōu)榱舜_保和傳統(tǒng)模具使用的材料保持一致接洽了金屬3D打印，但很快發(fā)現(xiàn)所需成本與預(yù)期差距過大，且金屬3D打印的制件在完成打印本身后，還需要非常復(fù)雜的后處理才能達(dá)到工藝使用的要求，于是便放棄并轉(zhuǎn)向高聚物3D打印。

在對高聚物工業(yè)3D打印機的評估中，由于飛機制造所需的復(fù)材性能較高，需要接近200℃的溫度來使鋪設(shè)完成的預(yù)浸料固化成型，他們沮喪地發(fā)現(xiàn)很多高聚物3D打印的材料根本無法耐受這樣的高溫。一籌莫展之際，他們在一次展會上了解到遠(yuǎn)鑄智能的高溫高性能FDM技術(shù)，雙方隨即進(jìn)行了技術(shù)交流并決定開展應(yīng)用合作。

圖：FUNMAT PRO 610HT打印的ULTEM?1010模具

FUNMAT PRO 610HT 作為遠(yuǎn)鑄智能FUNMAT系列線中的高端工業(yè)級大尺寸FDM 3D打印設(shè)備，有著先進(jìn)的熱設(shè)計（雙噴頭溫度最高500℃，腔室溫度最高300℃），以及豐富的打印材料選擇并兼具高精度的運動控制系統(tǒng)設(shè)計，能夠高質(zhì)量打印ULTEM?1010、PEEK-CF等大模量、耐高溫材料，十分適合快速復(fù)材模具的應(yīng)用，克服了普通工程塑料軟化變形的問題。用FUNMAT PRO 610HT 設(shè)備打印出高性能材料ULTEM?1010/PEEK-CF的模具組件可以滿足熱壓罐 (溫度180℃，壓強 6 Bar)的工況，可以反復(fù)利用在復(fù)材鋪層模具當(dāng)中，給客戶在復(fù)材制件研究和生產(chǎn)上帶來了極大的便利和益處。同時，工業(yè)級設(shè)備的運動和熱場控制，將復(fù)材模具的制件精度控制在了1.5mm以內(nèi)，充分滿足了航空工業(yè)的苛刻要求。

使用遠(yuǎn)鑄打印的ULTEM?1010/PEEK-CF模具制造的復(fù)材零件，在制件的表面質(zhì)量、尺寸精度等方面達(dá)到和金屬模制件非常相近的品質(zhì)，超出了客戶原先的預(yù)期。時間方面，由于整套制件流程的內(nèi)置，各個工藝環(huán)節(jié)都有了比較清晰的把控，目前制成的幾十件制件平均用時1.5周，這個時間也包含了對打印件的后處理，為客戶大大節(jié)省了時間成本。

圖：模具內(nèi)部由網(wǎng)格疏松填充，由PEEK-CF打印

成本方面，模具內(nèi)部使用了網(wǎng)格疏松填充，在保證必要的模具剛度的條件下，不僅節(jié)省了打印時間，更有效降低了材料消耗，將復(fù)材模具的成本平均壓低了27%。