用3D打印制造直升机叶片模具成本被削减70%

在工业化、规模制造高度发达的今天，制造环节哪怕5%-10%的节约都会被认为是重大进步，成本缩减超过30%？那简直是颠覆性的。

而知名的复合材料机械制造商Automated Dynamics最近通过3D打印技术的应用，成功地将直升机叶片原型制造过程中的模具成本削减了60％-70％。

Automated Dynamics总部位于纽约的Schenectady。该公司自1984年成立以来，就专注于为高科技、高精密的航空航天、汽车、国防和石油工业提供可靠的复合材料结构。近日，航空航天领域的一位客户带着一份紧急订单找到了Automated Dynamics，要求制造出一个4英尺长的直升机叶片。

Automated Dynamics公司销售与市场营销副总裁Ralph Marcario指出，该公司的工程团队已经发现，使用传统的陶瓷或金属牺牲模板（sacrificial cores）法来制造这类产品导致模具成本非常之高。于是工程师们转向使用FDM（熔融沉积成型）3D打印技术打造可溶性内核以完成这次直升机叶片的订单，寻求在降低模具成本的同时也能制造出适度高品质的原型。

“当选择金属模具时，往往需要进行大量的工程设计，但是在选择使用FDM技术制造的模具时，工程师们的设计工作量就变得少了。” Automated Dynamics公司机械设计工程师兼项目经理John Michasiow说。“在某些情况下，金属模具甚至都不用考虑，我们估计在模具方面的成本节约最少都能达到60%-70％的水平。”

为了制造直升机叶片的模具，Automated Dynamics的团队找到了Stratasys公司的经销商CADimensions，由后者在Fortus 400mc 3D制造系统中使用可耐高温的SR-100可溶性支撑材料3D打印出所需的可溶性芯。在24小时内，该复合成分被Stratasys Direct Manufacturing完全溶解。如果使用金属模具的话，这些部件的生产周期大约需要六个星期，但是通过使用FDM可溶性芯，整个过程被缩短到大约1周的时间。

将Stratasys公司的FDM技术应用在可溶性芯模制造中导致了更快的生产时间和成本的削减，避免了可以说是相当困难的去除过程。这一技术可以说逆转了支撑材料在一般3D打印过程中的作用，在这里热塑性材料被用于制作支撑模型，而可溶性的支撑材料却被用来制作芯模。在制造过程中只需简单地除去热塑性支撑后暴露出芯模，并用选定的复合材料将其缠绕起来。然后使覆盖在可溶性芯上的复合材料固化，最后将其浸入水中，使芯模溶解。

通过FDM技术的使用，而不是翻盖模具（clamshell tooling）和粘接，最终制造出了强度更高的部件，并可以实现更多的几何形状，所有这些都在更短的时间里，以一个低得多的成本完成。