意大利3D打印机制造商Caracol与法国制造商Formes et Volumes合作，利用机器人大幅面增材制造技术生产了一款用于航空航天的大型复合材料层压工具，将纤维增强热塑性塑料和混合后处理整合到单一工作流程中。

图片显示Caracol和Formes et Volumes通过机器人LFAM生产整体式航空航天层压工具。图片来自Caracol。

该工具基于Heron AM平台制造，已部署在活跃的生产环境中，提供完全整体式结构，与传统工装方法相比，交付周期缩短了50%，生产成本降低了30%。

历史上，大型复合材料层压工具一直是航空航天制造中要求最高的部件之一。传统方法依赖于多部件组装、长时间的CNC加工周期和严格的公差积累，随着零件几何形状增大，这些挑战变得更加突出。每个额外的部件都会引入新的对齐风险，交付周期相应延长，给那些越来越需要快速周转和精益供应链的项目带来压力。Caracol的Heron AM平台提供了一条替代路径。

该部件使用配备高流量挤出机的Heron AM系统制造，该系统专为需要高沉积速率和稳定机械输出的机器人LFAM应用而设计。所选材料是聚碳酸酯增强20%碳纤维，因其结构刚性和低重量而被选用。完成的工具尺寸为2,200 × 2,200 × 600毫米，重180千克，打印时间约19小时，这一时间线在同等规模下通过传统制造方法很难达到。

生产流程具有混合性质：机器人LFAM建立核心几何形状，CNC加工使零件达到最终尺寸公差和表面规范，而热压罐后处理则使部件适应复合材料层压的热需求。结果是一个完全整体式的结构，没有装配接口，消除了传统多部件工装无法消除的一类失效模式。

转向机器人LFAM在多个性能维度上产生了成果：交付周期减半，生产成本降低30%，材料浪费和零件重量均减少50%。

除了这些显著数据外，整体式架构还提供了随时间累积的结构优势。由于没有装配接缝，该工装能在重复使用周期中保持尺寸稳定性，这是一项有意义的因素，因为工装精度直接影响成品复合材料零件的质量。

数字设计阶段也变得更加灵活，允许工程师优化内部几何形状和质量分布，而不受传统制造限制的约束。该部件目前正在活跃的工业环境中运行，为工艺可靠性和零件性能提供了实际验证。

Caracol的战略核心在于缩小大规模工业工装中设计自由度与生产实用性之间的差距。该公司并未将LFAM定位为原型设计的捷径，而是围绕最终用途部署构建了Heron AM平台，将机器人沉积、混合CNC精加工和热压罐兼容材料整合到单个可重复的工作流程中。

对这种解决方案的需求已有充分记录。作为美国空军研究实验室低成本归属技术计划的一部分，波音和Thermwood应用大幅面增材制造生产用于航空航天部件的热压罐工装，该计划的制造负责人指出，评估增材复合材料工装正是为了应对未来的制造激增需求，并以可接受的成本适应设计变更。

在另一个项目中，Ingersoll和Bell使用混合大幅面工作流程，在75小时内生产了一个22英尺的转子叶片模具，使用碳纤维填充ABS打印至近净形，再通过加工达到最终公差。这与Caracol现在为Formes et Volumes在生产线环境中部署的基本方法相同。

Caracol自己的平台在航空航天之外也展示了类似的效率提升：其与法拉帝集团在Pershing GTX116游艇上的合作实现了交付周期缩短50%、材料浪费减少60%，这些数字与Formes et Volumes项目在更具挑战性的生产条件下取得的成果非常接近。

这些项目清楚地表明，航空航天复合材料工装不再是大幅面增材制造的一个试验案例，而是正在成为其最成熟、经济上最合理的应用之一。