在美國(guó)海軍ManTech資助的項(xiàng)目中，Thermwood公司一直是一個(gè)重要的開發(fā)合作伙伴。近期，ManTech分配給波音研究和技術(shù)公司一系列項(xiàng)目，是關(guān)于生產(chǎn)大型的復(fù)合材料增材制造固化工具。該項(xiàng)目由先進(jìn)技術(shù)國(guó)際公司（ATI）代為海軍研究辦公室（ORN）托管，資金由海軍航空系統(tǒng)司令部（NAVAIR）飛機(jī)設(shè)備可靠性和可維護(hù)性改進(jìn)計(jì)劃（AERMIP）提供。

東部艦隊(duì)?wèi)?zhàn)備中心（FRCE）是開發(fā)低成本復(fù)合材料固化工具的關(guān)鍵技術(shù)貢獻(xiàn)者。最后，Thermwood公司的大型增材制造（LSAM）機(jī)器被選中進(jìn)行技術(shù)開發(fā)。

大型增材制造機(jī)器的幾個(gè)獨(dú)特的設(shè)備特點(diǎn)，促成了它的優(yōu)先選擇地位。355華氏度和85磅/平方英寸的高溫高壓固化工具操作環(huán)境為聚合物基工具材料提供了挑戰(zhàn)。在開發(fā)過程中，對(duì)真空完整性和尺寸穩(wěn)定性的額外復(fù)合材料固化工具要求得到了驗(yàn)證。海軍研究辦公室指出。"復(fù)合材料制造是未來平臺(tái)的一項(xiàng)戰(zhàn)略技術(shù)，開發(fā)更具成本效益的模具解決方案，將大大有利于實(shí)施技術(shù)的實(shí)施。"

東部艦隊(duì)?wèi)?zhàn)備中心向波音公司提供了一個(gè)用于生成復(fù)合材料固化工具的高輪廓模具線表面。該模具線的形狀設(shè)計(jì)非常大膽，將延伸大型增材制造技術(shù)的工藝能力。但無支撐的3D打印角度限制角約為45度，模具線球形部分的制造成為最大的挑戰(zhàn)。波音公司通過將3D打印平面旋轉(zhuǎn)了35度，避開侵占構(gòu)建角度的限制因素，成功應(yīng)對(duì)了該挑戰(zhàn)。

創(chuàng)新的構(gòu)建平面方法也有效減少了模具線臨時(shí)支持材料的需求。新的構(gòu)建角度將測(cè)試大型增材制造機(jī)器的極限，這是以前從未探索過的領(lǐng)域。TechmerPM PESU CF 1810高溫打印材料被用于復(fù)合材料固化工具。與ABS CF等低溫材料相比，高溫材料在打印過程中面臨額外的挑戰(zhàn)，所以在打印過程中增加了兩個(gè)臨時(shí)支持功能來補(bǔ)償打印的重心移動(dòng)。

在復(fù)合材料固化工具的打印過程中，大型增材制造機(jī)器的表現(xiàn)完美無缺。通過使用610磅的原材料，在7小時(shí)26分鐘內(nèi)就完成了工具的打印。利用大型增材制造龍門銑床在53小時(shí)內(nèi)完成了加工。最后，在從珠光板上移開之前，還對(duì)工具的基準(zhǔn)特征以及臨時(shí)構(gòu)件的移除進(jìn)行了加工。Thermwood 大型增材制造機(jī)器提供了在單一平臺(tái)上加工和3D打印的能力，且復(fù)合材料固化工具的模線部分表面達(dá)到了0.020英寸（+/-0.010英寸）的表面輪廓公差。

波音研究與技術(shù)部門（BR&T）實(shí)驗(yàn)室對(duì)大型增材制造復(fù)合材料固化工具進(jìn)行了功能測(cè)試，以確保其達(dá)到真空完整性和尺寸穩(wěn)定性要求。大型增材制造工具的性能符合預(yù)期并達(dá)到了所有要求。額外，一些復(fù)合材料部件也由該工具制造。實(shí)驗(yàn)室還就該工具在多個(gè)高壓鍋固化周期和復(fù)合材料部件制造中的耐用性，進(jìn)行了評(píng)估。該工具在整個(gè)功能測(cè)試和復(fù)合材料部件制造過程中保持了尺寸穩(wěn)定性和真空完整性。

復(fù)合材料固化工具是在Thermwood的大型增材制造1020機(jī)器上打印和數(shù)控加工的。與傳統(tǒng)的工具制造方法相比，大型增材制造技術(shù)估計(jì)可節(jié)省50%的成本，并將工具制造周期縮短65%。成本節(jié)約和工具制造周期的縮短，可以為小批量或定制復(fù)合材料部件制造和維修的組織提供空間。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)還對(duì)用大型增材制造工具制造的復(fù)合材料部件進(jìn)行了工具無損檢測(cè)（NDI）。檢測(cè)結(jié)果顯示沒有任何孔隙。根據(jù)復(fù)合材料示范部件的形狀復(fù)雜程度，通常還采用另外幾種無損檢測(cè)方式。在該部件在X射線和C-掃描結(jié)果中，也沒有發(fā)現(xiàn)任何分層或缺陷。

Thermwood首席執(zhí)行官Ken Susnjara表示：“像這樣的合作有助于擴(kuò)大大型增材制造技術(shù)的能力范圍，解決任何單一實(shí)體都難以解決的現(xiàn)實(shí)世界挑戰(zhàn)。額外的開發(fā)確實(shí)是擴(kuò)大大型增材制造復(fù)合材料固化工具實(shí)施的關(guān)鍵，我們期待著未來的新挑戰(zhàn)。”波音公司副技術(shù)研究員Michael Matlack評(píng)論說：“此次合作項(xiàng)目在驗(yàn)證增材制造作為生產(chǎn)低成本、高性能工具的可行方法方面提供了重大成果，而且比傳統(tǒng)方法節(jié)省了大量時(shí)間。

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