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激光辅助热塑性复合材料自动铺放(LATP-AFP)技术

机器人无模复合材料成型:一种新的TPC制造路径

老费聊复材2026-03-20

2026年JEC World展会上,飞机生产技术研究所及其合作伙伴展示了一种面向纤维增强热塑性部件的机器人无模成型工艺。该技术是多个联合研究项目的成果,目标是为定制化连续纤维增强有机板零件构建一条基于机器人、无需模具、高度灵活的生产路线。

这项技术是将双面增量成型应用于连续纤维增强有机板,将多项工艺进步整合为一个可扩展、灵活多变的制造概念,能够在不受传统模具约束的条件下成型复杂几何形状。

1⃣️从金属板到有机板:思路相通,物理机制不同

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与金属板材成型的类比值得借鉴。传统板材成型依赖拉深、冲压或弯曲,平板毛坯在压力机中用专用模具成型。对于金属,冷成型通常就足够了,塑性变形在室温下即可发生。而对于热塑性复合材料,你面对的是平板有机板,基体必须加热才能流动并成型,但所需的力远小于金属冲压。那么问题就变成了:能否完全不用模具来成型板材?

2⃣️Machina Labs与“机器人拉深”概念

这一思路已在金属板材领域得到应用。Machina Labs将金属板夹持在可调框架中,使用两台机器人协同工作,逐步将金属板“拉深”成所需形状。这让人联想到传统的手工成型,但通过机器人运动实现了自动化、精度和力控。没有模具,没有专用工装,从CAD到金属件只需几天时间。现在,由IFPT、CompriseTec GmbH和INVENT GmbH组成的联合体,正将同样的概念,即无模、机器人驱动的成型,应用于热塑性有机板。

3⃣️有机板成型工艺如何运作

有机板被固定在刚性金属框架中,并置于两块薄金属板之间。这些外层金属板被加热,使有机板内的热塑性基体软化。机器人工具从框架两侧充当移动的“模具”,逐步拉深金属板,进而带动中间的有机板,成型为目标几何形状。

最终实现了热塑性复合材料部件的完全无模成型:没有金属对模,没有专用模具组,只有机器人、加热和编程好的运动轨迹。

该工艺是专为连续纤维增强热塑性材料改进的双面增量成型,将灵活性、可扩展性以及无需投资新模具即可更改设计或几何形状的能力集于一身。

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🤔这值得吗?
无模成型是用工艺时间和灵活性来换取模具成本和交付周期。它在小批量到中批量、设计频繁变更、或者首件交付周期比最大吞吐量更重要的场景下优势明显。对于原型件、试制件以及定制化的航空航天或特种部件,省去模具可能是决定性因素。
而对于极大批量、几何形状稳定的产品,采用专用模具的传统冲压成型在节拍时间和单件成本上可能仍然胜出。IFPT、CompriseTec和INVENT在2026年JEC上的演示释放了一个明确信号:有机板的机器人无模成型已不再只是实验室里的概念,而是一种可供你在自身语境下,与冲压、热成型或其他工艺路线进行对比的制造方案。
那么,这值得吗?取决于你的产量、品类多样性和交付时效要求,但对许多应用场景而言,答案正越来越倾向于“是”。

来源:IFPT(飞机生产技术研究所)@ JEC World 2026 — 机器人无模复合材料制造;连续纤维增强有机板的双面增量成型;联合体:IFPT, CompriseTec GmbH, INVENT GmbH

金属板材无模成型参考:Machina Labs(机器人板材成型,从CAD到金属件,无需模具)

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