Contesto e Obiettivi del Programma SBIR dell’Esercito USA
Il Small Business Innovation Research (SBIR) dell’U.S. Army finanzia sviluppi tecnologici in due fasi, con l’obiettivo di integrare soluzioni innovative nei sistemi militari. Nella Fase II, le imprese identificate ricevono sovvenzioni significative per trasformare i risultati della ricerca preliminare in prototipi effettivi, validati sotto il profilo tecnico e operativo.
Tecnologia CF3D di Continuous Composites
Continuous Composites ha brevettato la CF3D® (Continuous Fiber 3D Printing), un metodo di produzione additiva che posiziona in un solo passaggio fibre continue impregnate di resina in strutture complesse, senza l’uso di stampi o autoclavi. Grazie alla libertà di geometria e al controllo dei percorsi delle fibre, è possibile realizzare parti leggere e resistenti, con percorsi fibre ottimizzati in base alle sollecitazioni aerodinamiche e meccaniche.
Collaborazione con Aurora Flight Sciences (Boeing)
Aurora Flight Sciences, controllata di Boeing, fornisce le specifiche geometriche e i profili di carico derivati dalle simulazioni di volo. Continuous Composites traduce questi dati in modelli pronti per la stampa CF3D, garantendo massima integrazione tra progetto aerodinamico e realizzazione strutturale .
Finanziamento e Obiettivi del Progetto
La U.S. Army ha assegnato a Continuous Composites e Aurora Flight Sciences un finanziamento di 2 milioni di dollari per la Fase II del programma SBIR, dedicato allo sviluppo di fusoliere leggere per piattaforme lanciate da contenitori (“launched effects”) . L’intento è creare involucri con spessori variabili e rinforzi interni, riducendo la massa di lancio e liberando spazio utile per sensori o altri carichi.
Iter di Sviluppo e Ottimizzazione
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Acquisizione dati: Aurora trasmette a Continuous Composites le informazioni su pressioni, temperature e carichi statici/dinamici.
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Topologia e percorso fibra: applicando algoritmi di ottimizzazione, si definiscono i tracciati ottimali delle fibre continue, minimizzando il materiale mantenendo la resistenza richiesta.
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Stampa e assemblaggio: grazie al sistema modulare di CF3D, la stampa 3D e l’assemblaggio robotico avvengono in un’unica linea, velocizzando l’intero processo.
Applicazioni Precedenti e Sviluppi Collaterali
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Air Force Research Laboratory (AFRL): Continuous Composites ha già dimostrato CF3D nella produzione di componenti per droni con l’AFRL, con contratti SBIR precedenti per strutture attritabili.
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Saint-Gobain e Siemens Energy: accordi di sviluppo congiunto per certificare materiali ad alte prestazioni destinati all’aerospazio commerciale e a generatori di energia, sfruttando la stessa tecnologia CF3D.
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Settore navale: proposte per realizzare alberi di trasmissione rinforzati per sommergibili della U.S. Navy, combinando parti strutturali con sensori integrati.
Vantaggi Operativi e Potenzialità
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Riduzione della massa: componenti ottimizzati consentono un decollo con carico utile superiore.
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Flessibilità di design: assenza di attrezzature dedicate rende rapida la sperimentazione di nuove configurazioni.
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Efficienza dei cicli di sviluppo: prototipi pronti per test di volo in pochi mesi, anziché in oltre un anno con metodi tradizionali.
Prospettive Future
Il coinvolgimento in questo progetto SBIR può aprire la strada a ulteriori ordini di lavoro (Task Orders) nell’ambito dell’Esercito e di altri rami del Dipartimento della Difesa, oltre a possibili estensioni a piattaforme di sorveglianza ed aerei senza pilota di classe superiore.
