“我可以在10分钟内编写FDM部件，而典型的CNC程序需要4个小时才能完成。”

– Jacob Allenbaugh, Manufacturing Engineer, Piper Aircraft

情况

Piper飞机设计和制造高效的单引擎和双引擎教练，个人和商务飞机。Piper使用液压成型技术生产数百种铝制飞机结构部件，如内框架，角撑板，支架，蒙皮等。过去，该公司加工铝型材工具，用于液压成型机。加工几何形状复杂的成形工具是昂贵的，因为编程每个零件所需的时间量，机器时间的高成本和计算机数控（CNC）机器的熟练劳动力以及加工中涉及的相当大的材料浪费。

方法

Piper的首席工具设计师Fred Jones有使用熔融沉积建模（FDM®）工具的想法。 FDM技术是一种增材制造工艺，使用CAD文件中的数据逐层构建塑料零件。他确定FDM聚碳酸酯（PC）可承受20,600至41,300 kPa（3,000至6,000 psi）的液压成型压力，适用于形成Piper生产的所有结构件。对于涉及更高压力的液压成型应用，ULTEM™9085树脂液压成型工具可承受高达69,000 kPa（10,000 psi）的压力。

Jones和制造工程师Jacob Allenbaugh一起与位于阿拉巴马州伯明翰的Prototyping Solutions客户经理Vince Denino合作，为公司确定合适的FDM机器。 “我们推荐使用Fortus 900mc，因为它提供了一个91厘米（36英寸）x 61厘米（24英寸）x 91厘米（36英寸）的大型封装，并提供了高精度，”Denino说。

派珀已经用他们的Fortus机器生产了数十种液压成型工具以及路线和钻具。在液压成形过程中，将金属板压在成形工具上以迫使其成为最终形状。 Piper使PC模板工具比铝制工具略大，因为PC的偏转比铝略大。在成形之后，路线和钻具将用作完成零件的铣削和钻孔操作的指南。

结果

Piper通过使用FDM表单工具节省了大量的交付时间。 “我可以在10分钟内完成FDM部件的编程，而典型的CNC程序需要4个小时才能编写，”Allenbaugh说。 “FDM机器可以比CNC机器快得多，并且不需要操作员参加。 使用FDM的材料浪费远低于CNC加工，因为FDM支撑材料通常不到总数的20％。“FDM还为结构部件的未来设计改进提供了潜力。 CNC加工过程固有地限制了可以加工到成形工具上的几何形状，这又限制了成品零件的几何形状。 Allenbaugh认为，通过转向使用FDM表格工具制造的更复杂和有机形状的零件，可以建造更高效的飞机。

铝窗玻璃显示在FDM工具的顶部。

铝窗平底锅（左）和FDM工具。