国防

连续复合材料公司获得75万美元,用于使用3D打印技术生产无人机机翼

连续的复合材料近日,美国国防部(DoD)授予复合材料3D打印技术开发商,一份价值75万美元的小企业创新研究(SBIR)第二阶段合同。

该公司将利用这笔资金来演示其专有的连续纤维3D打印(CF3D)技术,在一个与美国的合作制造项目中空军研究实验室(系统)。这两家公司将共同致力于3D打印多功能复合材料机翼结构,用于可回收(低成本,一次性)无人机。

美国空军研究实验室(AFRL)制造主管Craig Neslen表示:“直接进入第二阶段项目为我们提供了与创新团队及其颠覆性制造技术合作的机会,以进一步发展CF3D的任务准备能力。”“我们致力于评估和完善连续复合材料的先进航空结构技术,这将使我们能够满足国防部具有挑战性的制造需求。”

XQ-58A瓦尔基里无人机是“低成本”的优良飞机的一个例子。照片来自Kratos Defense。
XQ-58A瓦尔基里无人机是“低成本”的优良飞机的一个例子。照片来自Kratos Defense。

用于国防应用的CF3D

连续复合材料公司成立于2015年,这家总部位于爱达荷州的公司声称拥有“世界上最早获得连续纤维打印专利”之一。与许多其他复合打印工艺不同,CF3D是将连续增强纤维与热固性树脂技术相结合。CF3D末端执行器安装在机械臂的末端,用于与快速固化的聚合物树脂基体共沉积干纤维。

树脂注入的纤维在紫外光下几乎可以立即固化,产生具有可定制强度特性的各向异性部件。CF3D兼容多种类型的光纤,包括碳纤维、玻璃纤维、光学纤维和金属纤维。

在国防应用的背景下,3D打印技术提供了一种低成本、省时的方法来制造轻量级、拓扑优化的结构组件。这些优势直接与美国空军的低成本属性飞机技术/平台(LCAAT/P)计划相匹配。

连续复合材料公司首席执行官Tyler Alvarado补充道:“我们很荣幸能够直接通过国防部获得第二阶段SBIR合同。“AFRL是CF3D的长期客户,他们很早就认识到了CF3D的破坏性能力。通过这份合同和其他合同,我们致力于改变国防部的作战能力。”

CF3D的工作原理是沉积和固化树脂浸渍连续纤维。照片通过连续复合。
CF3D的工作原理是沉积和固化树脂浸渍连续纤维。照片通过连续复合。

第二阶段SBIR合同

该合同本身涉及在单个单片机翼框架中3D打印集成翼梁和肋结构。在打印之前,连续复合材料公司和AFRL的高级结构概念部门将使用基于人工智能的生成设计软件来优化机翼结构的几何形状。该部件将使用高性能热固性树脂,用连续碳纤维增强,这是与材料专家合作开发的材料Arkema

一旦制作完成,3D打印框架将与复合翼皮组装,这将使其适合用于无人飞机。AFRL还将进行静态机翼测试,以评估结构的性能,而连续复合材料公司将记录工艺数据,将其3D打印技术与传统的制造和组装工艺进行比较。

合作伙伴将3D打印一个翼梁和肋配置在一个单独的部分。图像通过连续复合。
合作伙伴将3D打印一个翼梁和肋配置在一个单独的部分。图像通过连续复合。

像CF3D这样的复合3D打印技术在成本、交货期和部件性能方面提供了各种各样的好处。本月早些时候,连续复合材料公司还与能源技术公司合作西门子能源3D打印发电机部件使用CF3D,这些公司能够使用a特种热固性玻璃纤维增强聚合物材料。

在其他地方,3D打印机制造商不可能的对象最近和。签订了联合开发协议欧文斯科宁作为工业建筑材料的供应商,要发展自己的产品3D打印专用复合材料.据报道,玻璃纤维增强材料将与Impossible Objects的复合基增材制造(CBAM)工艺一起使用,具有高强度重量比和优异的耐化学性能。

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图片显示的是XQ-58A Valkyrie无人机,一种“低成本”的可降落飞机。照片来自Kratos Defense。