在复合材料制造中，模具是最关键的要素之一。由于大多数复合材料是通过逐层铺放生产的，模具提供了定义最终部件几何形状的基准表面，并同时支撑铺放和压实过程。

1⃣️模具要求取决于工艺

• 手工铺放、VARTM或预浸料：根据树脂体系和固化条件，模具可能需要承受：

• 热压罐固化：高温（数百摄氏度）和高达10巴的压力。

• 室温固化：要求较低，通常通过真空或手动压实即可实现。

• 材料选择：

• 高端航空航天模具可能需要低热膨胀的因瓦合金，以最大限度地减少变形。

• 更简单或小批量应用可以使用木材、中密度纤维板或标准热塑性塑料。

• 脱模：部件与模具之间的清洁分离通常需要特殊的脱模薄膜或涂层。

2⃣️AFP与原位压实

  自动铺丝技术，尤其是热塑性AFP，对模具提出了额外要求：

• 模具必须能承受压辊的压实压力。

• 模具必须能耐受铺放过程中的局部加热。

  传统上，这些要求意味着笨重、高刚度的金属模具是标准选择。

3⃣️LFAM/3D打印模具的突破

  大幅面增材制造技术极大地改变了这一局面：

• 能够为AFP和复合材料铺放快速生产大型、经济高效的模具。

• 一些高性能3D打印材料（例如，碳纤维增强PEI、PESU、PPS）甚至可以承受热压罐固化，使得航空航天级复合材料的原型制作和小批量生产成为可能。

主要优势：

• 更快的原型制作和设计迭代。

• 与传统金属模具相比，成本降低。

• 无需大量机械加工即可生产复杂或定制化的几何形状。

  这democratize（普及/降低了门槛） 了复合材料制造，推动了一个拥有新设备、新材料和新品牌的不断增长的LFAM市场。

4⃣️3D打印模具的局限性

  尽管优势明显，3D打印模具尚不能完全替代金属工装：

• 温度限制：即使是高级工程塑料，通常也只能耐受约150°C，而某些热固性树脂需要更高的固化温度。特种热塑性复合材料（PEI、PPS、碳纤维增强PESU）可以耐受更高温度，但并非普遍适用。

• 耐久性/循环寿命：与金属模具相比，3D打印模具通常能承受的铺放和压实循环次数较少，这使其更适合原型制作或小批量生产，而非大批量制造。

• 尺寸稳定性：热膨胀系数可能导致关键航空航天应用中的公差问题。

• 表面光洁度/真空密封性：通常需要后处理或涂层来确保部件表面光滑和模具真空密封。

  专家共识：LFAM工装在OOA工艺和有限的热压罐应用中前景广阔，但在大批量、高温航空航天生产中完全取代金属模具仍在发展中。