Un contratto Phase II per trasformare la struttura del drone in parte del sistema elettrico
La società statunitense Continuous Composites Inc. (CCI) ha ottenuto dalla U.S. Navy un contratto Small Business Innovation Research, SBIR, Phase II per sviluppare ulteriormente la propria tecnologia Continuous Fiber 3D Printing, CF3D, applicandola alla produzione di strutture multifunzionali destinate agli aeromobili senza pilota. Il progetto non riguarda soltanto la produzione additiva di parti leggere in fibra continua: l’obiettivo è integrare direttamente all’interno delle strutture composite anche conduttori elettrici e altri elementi funzionali, facendo in modo che lo stesso componente possa contemporaneamente sopportare i carichi meccanici e distribuire energia o segnali.
L’annuncio è stato pubblicato da Continuous Composites il 31 agosto 2026 e ripreso il 1° settembre da TCT Magazine. La nuova fase prevede 30 mesi di ricerca e sviluppo, seguiti da un’opzione di un ulteriore anno destinata alla realizzazione di una dimostrazione funzionale a livello di sistema. L’importo della Phase II non è stato indicato né da Continuous Composites né nell’annuncio di TCT. È invece disponibile il dato relativo alla precedente Phase I: il database ufficiale SBIR riporta per Continuous Composites un contratto Navy da 139.119 dollari, identificato dal numero N68335-24-C-0129 e collegato al topic N232-086.
Questa precisazione è importante perché il progetto non nasce nel 2026. La Phase II rappresenta il passaggio successivo di un programma avviato nell’ambito della solicitation Navy SBIR 23.2, dedicata allo sviluppo di materiali multifunzionali e strutture leggere capaci di migliorare le prestazioni dei piccoli UAV.
La Navy vuole componenti che svolgano contemporaneamente più funzioni
Il topic N232-086, pubblicato dal Naval Air Systems Command, NAVAIR, definiva chiaramente il problema. Un normale componente strutturale svolge principalmente una funzione meccanica: sostiene carichi, irrigidisce la fusoliera o costituisce parte dell’ala. Sensori, antenne, batterie, cavi elettrici e sistemi di comunicazione vengono poi installati separatamente.
La U.S. Navy ha invece chiesto alle aziende partecipanti di esplorare strutture nelle quali due o più funzioni tradizionalmente separate vengano integrate nello stesso materiale o componente. Tra gli esempi indicati nel bando figuravano sensori, circuiti, antenne, batterie, condotti per fluidi e attuatori incorporati direttamente all’interno di elementi strutturali.
Il vantaggio teorico è evidente: se una parte della fusoliera può contemporaneamente sostenere il carico e trasportare energia elettrica, alcuni componenti separati possono essere eliminati. Ne può derivare una riduzione di peso, del numero di parti e delle operazioni di assemblaggio.
Nel caso sviluppato da Continuous Composites l’attenzione è concentrata soprattutto sulla distribuzione elettrica integrata nella struttura. La società punta a incorporare conduttori all’interno dei laminati compositi prodotti con CF3D, riducendo il ricorso ai tradizionali wire harness, cioè i fasci di cavi che attraversano normalmente un aeromobile.
Nella Phase I sono stati stampati insieme fibra di vetro, rame e fibra ottica
La prima fase del programma serviva soprattutto a verificare se il concetto fosse tecnicamente plausibile. Continuous Composites ha prodotto pannelli compositi rinforzati con fibra di vetro nei quali sono stati incorporati direttamente cavi in rame e fibre ottiche.
I due elementi possono svolgere funzioni molto differenti. Il rame permette di trasportare corrente elettrica e quindi può essere utilizzato nella distribuzione dell’alimentazione. Le fibre ottiche possono invece essere impiegate per trasmissione dati oppure, con sistemi opportunamente progettati, per applicazioni di sensing e monitoraggio strutturale.
L’azienda ha quindi effettuato prove sia meccaniche sia elettriche per valutare l’effetto dell’inserimento di questi elementi all’interno del composito. Secondo Continuous Composites, i risultati della Phase I hanno mostrato un impatto limitato sulle prestazioni meccaniche, fornendo una prima dimostrazione della fattibilità del concetto.
È un risultato importante perché introdurre un corpo estraneo in un laminato composito non è necessariamente neutrale. Le fibre strutturali trasmettono i carichi lungo direzioni precise e un conduttore può interrompere localmente la continuità del rinforzo, modificare la distribuzione delle tensioni oppure creare zone di concentrazione degli sforzi. Uno degli obiettivi fondamentali del progetto consiste quindi nel decidere dove e come collocare il conduttore senza compromettere la funzione strutturale principale.
La Phase II dovrà aumentare la potenza trasportabile
La nuova fase va oltre i primi pannelli dimostrativi. Continuous Composites dovrà incorporare percorsi conduttivi capaci di gestire livelli di potenza superiori all’interno di elementi che continuano a svolgere una funzione portante.
Il problema non consiste quindi semplicemente nell’inserire un sottile filo in un componente. Quando cresce la corrente devono aumentare anche le dimensioni e le capacità del percorso conduttivo. Questo rende più difficile integrarlo senza modificare la geometria e le proprietà meccaniche della struttura.
La società dovrà inoltre garantire l’isolamento elettrico attraverso un controllo preciso del posizionamento dei materiali. Un conduttore inserito nel composito deve rimanere elettricamente separato dagli elementi con i quali non deve entrare in contatto, anche durante deformazioni, vibrazioni e utilizzo operativo.
Il programma di 30 mesi inizierà quindi con prove su coupon, piccoli provini standardizzati utilizzati per caratterizzare materiali e processi, e passerà successivamente a strutture di dimensioni maggiori e più rappresentative.
Questa progressione è tipica dello sviluppo di componenti aeronautici. Prima di produrre una struttura completa è necessario capire come si comportano i materiali in condizioni controllate e costruire modelli capaci di prevederne le prestazioni.
Un drone senza fasci di cavi tradizionali avrebbe un’architettura molto diversa
I wire harness sono componenti apparentemente semplici ma possono diventare una parte considerevole della complessità di un aeromobile. Occorre progettare il percorso dei cavi, predisporre staffe e punti di fissaggio, installare connettori e assicurarsi che i conduttori non interferiscano con parti mobili o altri sistemi.
Ogni collegamento rappresenta inoltre una possibile origine di problemi durante assemblaggio, manutenzione o sostituzione di un componente.
Continuous Composites ritiene che una struttura con percorsi elettrici integrati possa semplificare questa architettura. Un’ala, una sezione della fusoliera o un altro elemento portante potrebbe arrivare al montaggio già dotato di una parte della distribuzione elettrica necessaria.
L’obiettivo non significa necessariamente che ogni singolo cavo possa essere eliminato. Batterie, motori, avionica, sensori e sistemi di comunicazione continueranno a richiedere collegamenti e interfacce. Il progetto cerca però di verificare se una parte del cablaggio che normalmente attraverserebbe la struttura possa essere trasformata in una caratteristica intrinseca del componente stesso.
La modularità può diventare importante nelle riparazioni sul campo
Uno dei vantaggi indicati da Continuous Composites riguarda la manutenzione dei sistemi UAV utilizzati in ambiente operativo.
Con un’architettura convenzionale, sostituire un elemento strutturale può richiedere di scollegare, estrarre e reinstallare anche cavi e connettori. Ogni operazione introduce la possibilità di danneggiare i cablaggi oppure effettuare un collegamento non corretto.
Una struttura multifunzionale potrebbe invece essere concepita come un modulo sostituibile, nel quale almeno una parte del percorso elettrico è già incorporata. L’operatore potrebbe rimuovere la sezione danneggiata e sostituirla con un’altra dotata delle stesse interfacce elettriche.
Per un piccolo drone militare il vantaggio non consiste soltanto nel costo della manutenzione. Ridurre il tempo necessario per rimettere il velivolo in condizioni operative può avere un valore diretto sulla disponibilità della flotta.
Continuous Composites collega quindi la tecnologia non soltanto alla riduzione di peso, ma anche a manutenibilità, modularità e affidabilità del sistema complessivo.
CF3D è differente dalla normale stampa 3D con filamento rinforzato
Il processo utilizzato nel progetto merita un approfondimento perché Continuous Fiber 3D Printing non funziona come una comune stampante FDM.
Nel sistema CF3D, fasci di fibra continua vengono introdotti nella testa di deposizione allo stato secco. All’interno del processo vengono combinati con una resina termoindurente liquida a polimerizzazione rapida. Il materiale viene depositato lungo la traiettoria stabilita e solidificato immediatamente mediante energia UV.
Nella descrizione del progetto Phase I depositata nel database SBIR, Continuous Composites indica che il processo può raggiungere frazioni volumetriche di fibra superiori al 50% e contenuti di vuoti inferiori al 2% nelle configurazioni analizzate.
Sono parametri importanti nei compositi strutturali. La maggior parte della resistenza e rigidità deriva dalle fibre, mentre la matrice polimerica mantiene il rinforzo nella posizione corretta e trasferisce gli sforzi fra le fibre. Un’eccessiva presenza di vuoti può invece deteriorare le proprietà meccaniche.
Un robot a sei assi permette di orientare le fibre secondo i carichi
La piattaforma industriale CF3D utilizza un robot Comau a sei assi, affiancato da un settimo asse rotativo e controllato attraverso sistemi CNC Siemens.
Questo cambia radicalmente la libertà di deposizione rispetto a una stampante cartesiana tradizionale. La testa può orientarsi nello spazio e seguire superfici tridimensionali, permettendo di depositare le fibre lungo traiettorie più vicine alle reali direzioni dei carichi.
La possibilità di controllare l’orientamento della fibra è uno dei principali vantaggi potenziali dei compositi. Una fibra di carbonio o vetro possiede proprietà molto differenti lungo il proprio asse e trasversalmente a esso. Collocarla nella direzione corretta permette quindi di ottenere un componente molto resistente utilizzando una quantità relativamente contenuta di materiale.
Il software CF3D Studio viene utilizzato per generare i percorsi delle fibre e collegare progettazione, simulazione e produzione. La piattaforma integra strumenti legati alla FEA, Finite Element Analysis, proprio perché la distribuzione anisotropa delle fibre deve essere considerata nel calcolo strutturale.
Con CF3D si può scegliere separatamente dove mettere fibra strutturale e materiale funzionale
La stessa capacità di guida tridimensionale delle fibre permette di affrontare il problema dei conduttori incorporati.
Continuous Composites indica che CF3D può co-depositare fibre strutturali come carbonio, vetro e aramide insieme a elementi funzionali metallici oppure ottici.
In questo modo il progettista può, almeno concettualmente, decidere che una determinata zona debba essere rinforzata seguendo il percorso principale degli sforzi mentre un conduttore segue una traiettoria diversa, opportunamente isolata.
Si passa quindi da una struttura composta da strati relativamente uniformi a una struttura nella quale materiali differenti vengono posizionati localmente in funzione del compito che devono svolgere.
È proprio questa capacità che rende CF3D interessante per il topic Navy sulla multifunzionalità. Una normale laminazione composita può naturalmente incorporare sensori o cablaggi, ma un processo robotizzato digitalmente controllato può facilitare la ripetibilità e la personalizzazione del posizionamento.
Il programma Navy richiede esplicitamente di dimostrare il vantaggio netto in peso
Il bando originale NAVAIR chiarisce che non basta dimostrare che sia tecnicamente possibile mettere due funzioni nello stesso componente.
Per una soluzione multifunzionale, i partecipanti devono analizzare il risparmio netto di peso rispetto all’utilizzo di componenti tradizionali separati.
Questo requisito è fondamentale. Se per integrare il cablaggio fosse necessario rendere il componente strutturale molto più pesante, il vantaggio potrebbe scomparire.
Il confronto deve quindi tenere conto dell’intero sistema: massa della nuova struttura, conduttori incorporati e interfacce contro massa della struttura tradizionale, cavi, connettori, supporti e altri componenti eliminati.
Lo stesso principio vale per la produzione. La Navy chiedeva fin dalla Phase I una valutazione preliminare della fattibilità produttiva e dei costi, mentre la Phase II deve identificare anche rischi e ostacoli che potrebbero emergere passando verso una produzione a volumi maggiori.
Il programma è destinato ai piccoli UAV Group 1-3
Il topic N232-086 si concentra sui Group 1-3 UAV, cioè classi che comprendono velivoli senza pilota relativamente piccoli rispetto ai grandi sistemi come MQ-9 Reaper o piattaforme di dimensioni analoghe.
La Navy non aveva identificato una specifica configurazione obbligatoria e, nelle risposte pubblicate durante la solicitation, indicava che potevano essere considerate sia architetture ad ala fissa sia VTOL.
L’obiettivo generale era migliorare parametri come peso, autonomia e time on station, cioè il tempo durante il quale l’UAV può rimanere nell’area operativa svolgendo la propria missione.
La riduzione della massa strutturale può contribuire direttamente a questi parametri. A parità di altre condizioni, un peso inferiore può essere utilizzato per aumentare autonomia, payload o energia disponibile. Ma il concetto multifunzionale introduce un ulteriore vantaggio: non alleggerire semplicemente ogni singola parte, bensì eliminare la duplicazione fra struttura e sistemi installati sulla struttura.
La Phase II dovrà avvicinarsi a un ambiente produttivo reale
Il programma SBIR prevede una progressione ben definita.
La Phase I serviva a dimostrare il principio mediante prove di laboratorio e coupon, sviluppare proprietà del materiale e creare modelli utilizzabili in software FEA commerciali.
La Phase II deve passare verso prototipi e strutture più rappresentative, realizzati in un ambiente vicino a quello produttivo. Il bando richiede di produrre un prototipo full-scale rappresentativo e dimostrarne le prestazioni in condizioni simulate o realistiche.
L’annuncio di Continuous Composites specifica che i primi 30 mesi saranno dedicati a materiali, validazione del processo e integrazione dei conduttori a livello coupon e sub-scale. L’opzione successiva di un anno dovrebbe invece arrivare a una dimostrazione funzionale a livello di sistema.
È quindi plausibile aspettarsi una crescita progressiva della complessità: dai pannelli nei quali vengono caratterizzate proprietà meccaniche ed elettriche fino a una struttura che riproduca in modo molto più realistico una parte di UAV.
La qualificazione ambientale sarà un altro passaggio importante
Durante la fase di domande e risposte del topic N232-086, la Navy aveva chiarito che non era ancora stata individuata una piattaforma specifica sulla quale trasferire la tecnologia. Non erano quindi state definite temperature, altitudini o condizioni operative esatte.
L’amministrazione indicava però che le tecnologie avrebbero dovuto affrontare, nella Phase II o nelle fasi successive, verifiche riferite agli ambienti previsti dalla MIL-STD-810G.
Per una struttura con conduttori incorporati questo introduce problemi interessanti. Materiale composito, rame, rivestimenti isolanti e fibre ottiche possiedono comportamenti differenti quando cambiano temperatura, umidità e carico.
Devono inoltre sopportare vibrazioni, urti e cicli ripetuti senza che il percorso elettrico venga interrotto oppure che il conduttore comprometta la struttura.
La difficoltà non consiste quindi soltanto nel realizzare una prima parte funzionante. Occorre dimostrare che funzione meccanica e funzione elettrica continuino a convivere per l’intera vita prevista del componente.
Anche la connessione con il resto del drone è una questione progettuale
Un conduttore completamente nascosto dentro un’ala sarebbe poco utile senza un modo affidabile per collegarlo a batterie, motori, sensori e avionica.
La fase di sviluppo dovrà quindi affrontare anche il problema delle terminazioni e delle interfacce. Il passaggio fra un conduttore incorporato e un connettore esterno può diventare una delle zone più delicate del componente, sia meccanicamente sia elettricamente.
Lo stesso vale per la riparazione. Integrare il cablaggio protegge alcuni elementi dall’ambiente esterno, ma rende più difficile accedervi se il percorso interno viene danneggiato.
Per questo motivo la modularità indicata da Continuous Composites assume particolare importanza: invece di tentare necessariamente di riparare il circuito incorporato, potrebbe essere più conveniente sostituire l’intero modulo strutturale.
L’effettiva convenienza dipenderà naturalmente da dimensioni, costo e ruolo del componente.
Continuous Composites sta lavorando su più programmi della difesa americana
Il contratto Navy non è un’iniziativa isolata. Continuous Composites sta costruendo una parte crescente della propria attività intorno ad aerospace e difesa.
Nel gennaio 2026 l’azienda ha ottenuto 1,25 milioni di dollari attraverso l’AFWERX Manufacturing Challenge per studiare nuove tecniche di giunzione e irrigidimento delle strutture aeronautiche mediante CF3D. Il progetto riguarda la possibilità di produrre stiffener portanti direttamente su pannelli compositi oppure integrarli durante la produzione.
Dal 2024 è inoltre in corso un programma U.S. Air Force TACFI da 1,9 milioni di dollari dedicato allo sviluppo di strumenti FEA specifici per le strutture anisotrope prodotte con CF3D.
Nel 2025 Continuous Composites ha annunciato anche un contratto Phase II U.S. Army da 2 milioni di dollari, sviluppato insieme ad Aurora Flight Sciences, società del gruppo Boeing, per strutture di fusoliera destinate ai cosiddetti launched effects. Quel programma era nato inizialmente da un progetto finanziato dalla Navy prima di passare all’Army.
Nel dicembre 2025 anche l’Auburn University Applied Research Institute di Huntsville ha installato un sistema CF3D Enterprise Cell per attività legate principalmente alla produzione di compositi avanzati e alla ricerca sui sistemi ipersonici.
L’insieme di questi programmi mostra che Continuous Composites sta cercando di portare CF3D dalla fase dimostrativa verso strutture aerospaziali sempre più vicine a componenti operativi.
Arkema contribuisce allo sviluppo delle resine fotopolimerizzabili
Un’altra azienda importante nell’ecosistema CF3D è Arkema, attraverso la propria attività Sartomer.
Continuous Composites e Sartomer collaborano da diversi anni allo sviluppo di resine fotopolimerizzabili progettate specificamente per il processo CF3D. Tra i materiali sviluppati figura PolyMat High Tg, destinato ad applicazioni strutturali che richiedono maggiore stabilità termica.
La caratteristica centrale è la capacità della resina di essere solidificata rapidamente durante la deposizione mediante luce UV. Questo permette a CF3D di evitare alcuni dei lunghi cicli produttivi tipici dei compositi termoindurenti convenzionali.
Nella produzione tradizionale di molti componenti aerospace possono essere necessari stampi, lay-up manuale o automatizzato, vacuum bagging e cicli di cura in autoclave o forno.
CF3D tenta invece di depositare fibra e matrice direttamente nella geometria finale o near-net-shape, consolidandole durante il processo.
Arkema descrive la collaborazione come uno sviluppo congiunto mirato a creare compositi continui adatti a strutture leggere e resistenti alle alte temperature per aerospace, difesa e sistemi unmanned.
L’interesse non è soltanto “stampare un drone”
È importante non interpretare il progetto come un tentativo di produrre un intero UAV attraverso una singola stampante 3D.
Il valore della tecnologia sta piuttosto nella possibilità di riprogettare specifici elementi strutturali sfruttando contemporaneamente orientamento delle fibre, automazione, materiali differenti e integrazione funzionale.
Un componente potrebbe quindi arrivare dalla cella CF3D già dotato di rinforzi orientati lungo i percorsi di carico e di un circuito elettrico incorporato.
Questo riduce potenzialmente il numero di operazioni successive e permette di progettare la struttura fin dall’inizio considerando meccanica ed elettricità come un sistema unico, anziché svilupparle separatamente e cercare poi di integrarle.
È un cambiamento simile a quello avvenuto in altri campi della manifattura additiva quando più componenti vengono consolidati in una singola parte, ma nel caso di CF3D il consolidamento riguarda anche funzioni fisicamente differenti.
La fibra ottica apre anche scenari di structural health monitoring
La Phase I ha dimostrato anche la capacità di incorporare fibre ottiche. Continuous Composites non limita questa possibilità al trasferimento di dati: la stessa piattaforma tecnologica considera sensori e materiali funzionali fra le possibili applicazioni.
Le fibre ottiche possono essere utilizzate in sistemi di structural health monitoring mediante tecnologie dedicate capaci di rilevare deformazioni, temperature o variazioni lungo il componente.
Non significa che il contratto Phase II annunciato dalla Navy preveda necessariamente un completo sistema di monitoraggio strutturale. L’obiettivo principale dichiarato per questa fase riguarda la distribuzione elettrica integrata.
La presenza delle fibre ottiche nella sperimentazione iniziale dimostra però che il concetto può andare oltre un semplice “cavo nascosto”: in prospettiva, una struttura potrebbe essere progettata contemporaneamente per sostenere carichi, portare energia e raccogliere informazioni sul proprio stato.
La Phase III potrebbe portare verso un componente aircraft-ready
Il percorso SBIR prevede infine una possibile Phase III, nella quale la tecnologia dovrebbe essere trasferita verso applicazioni operative o commerciali.
Il topic Navy indica come obiettivo la validazione e dimostrazione di un componente aircraft-ready derivato dal lavoro della Phase II, affrontando contemporaneamente i problemi individuati nella prospettiva di una produzione a pieno ritmo.
È significativo che il bando individui anche applicazioni civili. Piccoli UAV vengono utilizzati in agricoltura, gestione del territorio, ispezioni e logistica dell’ultimo miglio. Una struttura più leggera e capace di integrare funzioni elettriche potrebbe quindi avere un valore anche al di fuori della difesa.
Prima di arrivare a questo punto sarà però necessario dimostrare che i vantaggi compensino realmente la maggiore sofisticazione della struttura.
Il nodo centrale sarà dimostrare che l’integrazione semplifica davvero il sistema
Il progetto di Continuous Composites affronta una delle direzioni più interessanti dell’additive manufacturing: passare dalla produzione di una forma geometrica alla produzione di un componente funzionalmente integrato.
Stampare una struttura composita leggera è già un obiettivo complesso. Stampare la stessa struttura facendo sì che trasporti anche energia richiede invece di coordinare contemporaneamente progettazione meccanica, materiali, elettricità, isolamento, produzione e manutenzione.
Se il progetto riuscirà, il vantaggio non sarà semplicemente avere meno cavi visibili. Una fusoliera o un’ala potrebbero essere progettate come parti di un’architettura elettrica distribuita, con meno componenti aggiunti dopo la produzione e una maggiore modularità durante assemblaggio e manutenzione.
Il nuovo contratto Phase II della U.S. Navy servirà precisamente a stabilire se questa idea possa superare i piccoli dimostratori della Phase I ed essere applicata a strutture che si avvicinano a quelle realmente utilizzate su un UAV.
Per Continuous Composites rappresenta anche una verifica importante della maturità di CF3D. La capacità di controllare nello stesso processo fibre strutturali, resina e conduttori potrebbe differenziare questa tecnologia dalle normali soluzioni di stampa 3D dei compositi.
Il passaggio che l’azienda deve ora dimostrare è quello sintetizzato dal CEO Steve Starner: non limitarsi più a stampare la struttura, ma stampare la funzionalità direttamente dentro la struttura.
