與金屬增材制造技術(shù)類似,非金屬增材制造技術(shù)將非金屬材料絲材或粉末原材料進(jìn)行逐層打印并最終成形。民機(jī)產(chǎn)業(yè)常用的兩種非金屬增材制造技術(shù)為熔融沉積成形和選區(qū)激光燒結(jié)。非金屬增材制造件常用于功能性內(nèi)飾件與功能性次承力件。
熔融沉積成形(Fused Deposition Modelling,F(xiàn)DM) 技術(shù)于20世紀(jì)80年代由美國Stratasys公司的創(chuàng)始人Scott Crump博士發(fā)明,該技術(shù)通過將熱熔性絲材加熱熔化,將熔化的絲材沿切片軟件確定的路徑從噴頭處按一定速度擠出。擠出的絲材在平臺上凝固后,噴頭將會抬升并進(jìn)行下一層的成形。
FDM技術(shù)不涉及激光、高溫高壓等環(huán)境,技術(shù)較為簡單,設(shè)備體積較小,操作簡單,打印成本與維護(hù)成本也相對低廉,原材料在整個成形過程中不涉及化學(xué)變化,零件的翹曲與變形較小,可選擇ULTEM9085、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)等多種常用工程塑料作為原材料進(jìn)行打印。但它也有一些較為明顯的缺點:表面粗糙度較高;成形過程中需要支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐,打印完成后支撐去除較為復(fù)雜且會在表面留下痕跡;由于打印工藝的限制,F(xiàn)DM技術(shù)制造的零件在垂直成形方向的強(qiáng)度明顯弱于其他打印方向,各向異性問題顯著。盡管具有較多缺點,但FDM技術(shù)成熟度高、操作簡單、價格低廉,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)非金屬內(nèi)飾件的制造。
選區(qū)激光燒結(jié)(Selected Laser Sintering,SLS)技術(shù)由Carl Deckard博士于1989年發(fā)明,該技術(shù)通過激光器,將平鋪在平臺上的材料粉末分層燒結(jié)成形。當(dāng)一層截面燒結(jié)完成后,新的粉末將會平整地鋪在已燒結(jié)的截面上并燒結(jié)下一層。當(dāng)所有截面燒結(jié)完成后,通過清除多余粉末得到完整成形的零件。通過SLS技術(shù)制造的零件具有更好的性能與更小的各向異性,在民機(jī)制造領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用價值。