无人机制造正在经历一场变革。 像美国战争部的“无人机主导权”计划（一项耗资11亿美元、旨在大规模交付低成本一次性攻击小型无人机系统的项目）等政府项目，正推动着对廉价、耐用且可快速生产的无人机的迫切需求。还有美国陆军最近在阿拉巴马州亨茨维尔举办的“最佳无人机战士竞赛”，有数十支团队携带各具能力和不同平台的无人机参赛。与此同时，增材制造领域的进步正在改变着可能性：更轻的结构、更快的迭代速度以及本地化、高速率的生产。这催生了一种基于速度、可用性和性能的无人机系统新工业逻辑。
为什么增材制造现在至关重要？
关于有效载荷、性能、航程和耐用性等新的作战要求，正与增材制造的突破性进展相融合。这些突破能够生产出传统方法无法制造的零件，包括拓扑优化晶格结构、纤维增强复合材料，以及能够整合组件的几何形状。对于像“无人机主导权”这样的项目——该项目在“铁手套 I”阶段后已生产了30,000架无人机，并正为“铁手套 II”阶段做准备——增材制造既能实现快速原型制造，也能实现规模化生产，同时支持建立本地化、供应链韧性强健的工业基础。理解无人机分类与适合特定用途的增材制造并非每种3D打印技术都适用于所有无人机。根据任务和制造商对无人机系统进行分类，有助于将工艺与平台相匹配：
第1组： 非常小型的便携式系统（手抛发射，重量小于20磅）。通常用于班组或排级的情报、监视和侦察任务。由于需求和迭代周期快，高产量、低成本的制造和快速模具制造在此至关重要。
第2组： 小型战术无人机（重量小于55磅），续航能力比第1组更长。用于特种部队的持久监视、侦察或轻型有效载荷投送。
第3组： 中空战术系统（通常重量大于55磅），可携带更大有效载荷并执行超视距任务。这些平台需要更强的承重结构和更远距离的推进系统，这天然适合更高性能的复合材料和混合增材制造方法。
第4组： 战术或作战级固定翼/多用途系统，具有更远的航程和更大的有效载荷（通常用于远程侦察或动能打击）。制造过程强调耐久性、可重复性生产以及可认证的工艺。
第5组： 大型战略无人机（军用级，通常是武装化或长航时系统）。这些平台需要更坚固的制造方法，而增材制造在快速模具制造中发挥作用，而非直接用于零件生产。
图片由 Endeavor3D.com 提供
主要原始设备制造商及其角色
多家增材制造商已经融入无人机供应链，各自针对不同的任务层级。
Stratasys 将其务实、植根于航空航天的方法应用于聚合物增材制造。他们结合成熟的系统、材料和广泛的服务网络，帮助原始设备制造商和主承包商更快地从概念过渡到可飞行的零件。他们在快速模具制造和直接零件生产方面的优势使其特别适合高迭代、高产量的第1组项目，同时与国防主承包商的积极合作有助于将战场需求转化为适用于多种无人机类别的可制造解决方案。
Impossible Objects 的 CBAM 平台将长单向碳纤维的结构优势与量产理念相结合，以高产量和密集排布生产碳纤维增强零件，从而降低单位成本。这种卓越的承重性能、快速循环时间和已证实的成功相结合，使 CBAM 成为第3组平台的引人注目的选择，因为在此类别中，续航能力和强度重量比至关重要。
惠普3D打印 利用多射流熔融技术，将面向性能的设计推向生产，制造出超轻、高分辨率的机身部件和优化的晶格结构，从而改善刚度重量比。通过关注可制造性和可重复性，惠普帮助项目将原型转化为适用于第1-3组的一致、可量产级零件，使设计师能够通过材料和设计方法双双提升性能。
EOS 提供精密金属和高性能聚合物增材制造平台，满足高端无人机中承受载荷、受热应力及具有复杂几何形状的零件需求。其金属整合能力和耐高温聚合物解决方案减少了组装时间并提高了可维护性，使 EOS 在所有无人机类别中都具有相关性，尤其是在可认证性、耐用性和任务关键性能驱动材料和工艺选择的领域。
Phillips Federal 是一家为联邦政府提供服务的主要设备经销商，拥有关于生产战备无人机的优秀资源，展示了碳纤维增强材料的重要性及其在轻量化和生产中的影响。
在活动中展出的、使用惠普多射流熔融技术生产的无人机部件。
关键应用与近期成功案例
通过快速模具制造和按需生产零件，增材制造已经在缩短无人机项目的交付周期，将生产计划从数月压缩到数周。3D打印部件的即时性使团队能够更快地迭代设计、验证航空结构并加快项目节奏。这正是 Stratasys 利用其航空领域影响力所追求的实践成果，通过成熟、全面、可扩展和颠覆性的技术解决方案，支持各级别的无人机制造。
除了速度，增材制造还能带来显著的重量减轻和性能提升。拓扑优化的晶格结构、纤维增强复合材料和混合架构在保持强度和刚度的同时减轻了质量。这延长了战术平台的续航能力和有效载荷能力。这些几何自由度让设计师能够重新考虑载荷路径和热管理，生产出用传统方法无法实现或成本高昂的机身和内部结构。对于 Impossible Objects 来说，首要任务是经济实惠的大规模生产和版本多功能性。Impossible Objects 与美国空军有着令人瞩目的合作历史，最近还分享了与岩岛兵工厂的实际应用进展和验证。该兵工厂预计将利用 CBAM 技术和材料解决方案，每月生产10,000架无人机。获得这项技术可以创建一个从战场反馈的闭环，从而无需模具或外部资源即可立即集成。
最后，分布式生产和韧性已经从理论走向实践。现场制造，例如使用惠普 MJF 技术的 Firestorm Labs 远征制造系统，将能在靠近作战行动的地方进行维修和任务保障。这减少了对长后勤链的依赖，有助于满足高强度的国防生产需求，同时也能对冲原材料风险。HP在活动中展示的 Impossible Objects 和 Titan Dynamics 的大型无人机平台及无人机系统。
Impossible Objects和Titan Dynamics在展会上展示了大型无人机平台和无人机系统
下一步的关键是什么？
未来的进步不仅关乎打印机本身。它还关乎数字线程——这需要安全的设件文件、经过认证的材料库、工作流程以及健全的技术数据包。它还关乎通过嵌入式电子设备或“智能零件”改进功能，为健康监测和维护提供传感数据。它还涉及认证和标准，包括认证框架、材料数据库和按需资源。
对于军事和受监管的商业项目来说，经过验证的数字工作流程和授权的现场制造是从试点转向常态化生产的前提条件。AUVSI XPONENTIAL 是见证这些趋势实际应用的绝佳场所。包括惠普和 Stratasys 在内的行业领导者和增材制造原始设备制造商将举办关于量产级增材制造、安全规模化制造以及增材制造在下一代无人机中作用的专题会议。增材制造已不仅仅是无人机的原型制作工具；它正在赋能新的生产模式。从高产量聚合物零件到碳纤维结构部件，再到精密金属子系统，增材制造技术正被选择来满足无人机各类别中的特定任务需求。随着政府和行业扩大“无人机主导权”等项目的规模，胜出者将是那些能够结合经过验证的数字工作流程、适合任务的正确打印技术以及随时可用的量产供应链的组织。
中国3D打印网编译文章！
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