法国机械加工企业Formes et Volumes（以下简称FeV）近日宣布，与意大利大型增材制造（LFAM）专业公司Caracol合作，成功生产了一件用于航空复合材料制造的层压模具。该3D打印工具的整体尺寸为2200×2200×600毫米，重量达180公斤。与传统模具制造工艺相比，这一方案显著缩短了交付周期、降低了成本并减少了材料浪费。

在航空工业中，层压模具是生产轻质复合材料结构的关键工装。然而，大型复合材料层压模具的传统制造长期面临挑战：一方面，需要分段制造后再进行组装，增加了对位偏差的风险；另一方面，成型过程高度依赖CNC机加工，产生大量废料且耗时较长。Caracol指出：“多组件组装增加了错位风险，漫长的CNC加工周期拉长了交付时间，物流和工装的复杂性推高了成本。其结果是生产模式难以跟上现代航空项目的节奏。”

采用Heron AM机器人平台，19小时完成主体打印

FeV与Caracol合作设计并3D打印的这件航空复合材料层压模具，目前已在“活跃的工业环境”中使用。该工具由Caracol的Heron AM机器人3D打印机配合大流量挤出机生产，材料为含20%短切碳纤维增强的聚碳酸酯（PC）。生产过程分三步：首先，耗时19小时打印出近净成形的工装结构体；其次，通过CNC机加工达到规定公差和最佳表面光洁度；最后，在热压罐中进行后处理，使其获得符合航空复合材料层压要求的热力学性能。

效益对比：50%更轻、50%更省料、成本降30%

选择LFAM而非传统工艺，FeV获得了多重效益：工装交付周期缩短50%；生产成本降低30%；材料浪费减少50%。在性能方面，通过优化的内部结构设计，3D打印工装比传统件轻50%。同时，由于采用单体打印而非分段组装，避免了因组装导致的失效风险。Caracol表示：“FeV的这个项目证明了航空制造领域正在发生的更广泛转变。随着机器人LFAM技术与混合制造工作流的成熟，Heron AM等平台正在实现更敏捷、按需生产模式，减少对长供应链和传统工装基础设施的依赖。”

Caracol总部位于米兰，其Heron AM平台为机器人控制的挤出式3D打印系统，具备大尺寸、多材料、高流量挤出的能力。此前应用案例包括与V2合作3D打印的单体式双体船、直接打印的全尺寸跑车车顶，以及使用回收材料制造的房车驾驶舱。在航空工装领域，3D打印热塑性模具主要用于中低温固化预浸料的成型（通常低于200°C），对于需要更高温度或高压釜循环的部件仍有限制。FeV的此次尝试表明，对于特定尺寸和工艺窗口的航空复合材料零件，增材制造工装已可以从“原型试验”进入实际生产线。不过，其对更苛刻的热压罐循环（如350°F/176°C以上）的长期尺寸稳定性，仍需要更多生产数据支持。