9月22日消息,美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)与波音公司合作开发出一款3D打印金属 Stamp Form Die(SFD,冲压成形模具),用于探索热塑性复合材料生产中最先进的模具制造方法,相关模具将供波音参与 NASA 的 Hi-Rate Composite Aircraft Manufacturing(HiCAM)项目——该项目旨在提升复合材料飞机的量产速率。
SFD 是一种用于切割或成形材料的冲压模具。以热塑性复合材料飞机舱门为例,其制程是把热态塑性板料在两片 SFD 金属模具之间冲压成形——如同一片"热塑料三明治"夹在两片"面包"之间。用3D打印制造这类金属模具,可以缩短模具交付周期并实现传统切削难以完成的随形冷却流道等复杂结构,这正是 ORNL 在增材制造领域的传统强项。
NASA HiCAM 项目经理 Richard Young 表示,NASA 及其产业伙伴需要提高复合材料飞机产量以满足不断增长的航空出行需求,同时通过飞机减重提升燃油效率、降低运营商成本,"这对保持竞争力至关重要"。波音为执行该项目调动了由美国中小企业与大型企业组成的协作网络;波音技术会士 Michael Matlack 强调,美国企业必须持续创新、突破技术边界,以保持在全球市场的竞争优势。
行业背景:热塑性复合材料(可焊接、可回收、成形周期短)被普遍视为下一代飞机机身与结构件的材料方向,其瓶颈不在材料本身而在量产速率——冲压成形是缩短节拍的关键工艺之一,模具的快速制造则是上游杠杆。ORNL-波音此次合作把增材制造引入该环节,是"3D打印服务复材航空量产"路线的又一落地案例。
(来源:AZoM)