海军SBIR二期合同落地：Continuous Composites用CF3D把电路直接打印进无人机承力结构

Continuous Composites，一家专注复合材料3D打印技术的公司，拿到了美国海军第二阶段小企业创新研究（SBIR）合同。

这个合同要推进他们的连续纤维3D打印技术，也就是CF3D，把导体直接埋进复合材料，然后打印出无人机的结构件。

这么做是想让承力部件本身兼着电力分配的活儿，省掉传统线束，无人机的内部架构就能简单不少。

第一阶段先证明了这条路走得通。

CCI把铜线和光纤这类导电元件，跟玻璃纤维增强的复合材料结构一起打印出来。

然后做力学和电气测试，看嵌入这些元件会不会影响结构性能。

结果呢，影响极小。

于是公司决定往下走，做深度集成。

下一阶段要从概念验证转向工程化开发，把更高容量的导电路径集成到承力部件里。

靠的是受控的材料铺放，让嵌入的导体保持电气绝缘，周围结构的力学性能也不能掉链子。

第二阶段计划为期30个月，材料研究、工艺验证，试样级和子结构级的嵌入式导体集成都会覆盖。

后面还有一年的可选期，用来交付功能完整的系统级演示。

Continuous Composites的首席执行官Steve Starner说，这个项目标志着从单纯打印结构体，向直接把功能打印到结构中的转变。

他补充，把电路径嵌入承力部件，正在赋能一类面向真实作战环境设计的新型多功能无人机系统。

为什么海军想要更少的线缆？因为在现场，这有实实在在的好处。

电力分配内置于结构本身之后，受损部件换起来更快，搬动或维修时弄坏线路或连接器的风险也更低。

维修复杂度降了，停机时间少了，整体系统可靠性就上去了。

对于在远离基地级维护条件下运行的无人机平台来说，耐用性和模块化的组合，跟减重一样重要。

这个合同也跟国防部更广的系统简化战略对上了，目标就是降低复杂性、改善可维护性，让复合材料平台在更多项目里被采用。

这套嵌入式布线的工作，是建立在CCI核心的CF3D Enterprise平台上的。

平台把6轴机器人系统和专有末端执行器结合，末端执行器在一次通过里完成连续干纤维的沉积和浸润，再用瞬固热固性树脂固化。

正因为有这样的运动平台，才能围绕复杂的承力几何形状做精确的三维纤维转向，而不是像传统复合材料制造那样只能平面铺材料。

刀具路径由CF3D Studio软件生成。

这个软件把数字设计转换成纤维感知的路径，内置有限元分析用来做结构验证，同时在3D打印过程中实时控制纤维铺放、张力和固化。

材料这边，CF3D用的是连续碳纤维和玻璃纤维，再加紫外光固化树脂。

公司说，这生产出来的复合材料强度上能跟金属比，同时减少了传统预浸料制造带来的浪费和成本。

说实话，这套平台的工作方式我们得看好几遍才理清楚，但核心逻辑不难懂。

正是这种组合，也就是机器人纤维铺放、实时工艺控制和可定制树脂体系，给了CCI足够的制造精度。

这精度让它能在结构部件里铺导电路径，又不损害部件性能，这正是新海军合同最核心的能力。

CCI在近期这些防务合同里的策略一直很一致，就是把复合材料部件本身当成承载功能的平台，而不只是承载形状。

海军合同之前，CCI还拿过一个190万美元的空军合同，用来完善各向异性CF3D结构的仿真。

还有个多年期的陆军ManTech计划，聚焦下一代导弹部件。

这两项工作都指向同一个底层目标，让打印复合材料被信任去承载应力，并且越来越多地承载信号或者电力。

具体到布线这个领域，英国公司Q5D围绕自动化航空航天等行业的线束生产，做了个CY1000系统，把导线直接固定到3D打印部件里。

这个系统想消除手工线束带来的重量、人工成本和振动相关故障，跟CCI现在要在无人机上解决的嵌入式导体问题，是同一个方向。

不管是在防务还是航天领域，这个趋势都挺明显，增材制造正在被用来生产有电子功能的部件，而不只是几何复杂的部件。