蒙特雷湾水族馆研究所（MBARI）在优化其自主水下航行器（AUV）中一套独特生物采样系统的集成方面取得了重大进展。

MBARI为其环境样本处理器（ESP）需要一个流体歧管——ESP是一个机器人实验室，可在一艘长航程自主水下航行器（LRAUV）上自动完成水样采集与处理。该ESP可处理多达60个样本，而作为其核心部件的复杂环形歧管（Toroid Ring）带有60个双端口，必须满足水密、气密要求，并能承受500 psi压力而无泄漏。

此前采用的树脂基解决方案在实际使用中失效，原因在于材料脆性过高、极端温度下性能不足，且与该研究所使用的清洗剂——10%漂白剂水溶液不兼容。

MBARI曾评估金属3D打印作为替代方案，但因成本过高而放弃。随后，MBARI SURF中心主任Jim Birch通过Carbon的认证生产合作伙伴网络找到了Sherpa Design，并委托这家位于俄勒冈州波特兰市的公司负责设计与制造工作。

材料选择与工艺开发

Sherpa为该应用选用了Carbon的EPX 150树脂，理由是这种材料具备良好的可加工性、耐切削液性能以及与10%漂白剂清洗剂的兼容性。此外，该材料的热膨胀系数低于此前使用的树脂。

由于该部件内部包含60条流体通道，且螺纹部位难以触及，仅靠3D打印无法达到所需的表面光洁度与公差要求，Sherpa遂采用混合制造流程：将Carbon数字光合成（DLS）打印与五轴CNC加工相结合。团队通过迭代试打印、测量及缩放补偿，使打印特征尺寸落在公差范围内，随后编程执行一系列钻孔、铰孔及T型槽切削操作，以确保流体端口的同心度。

制造工序的比重从最初预估的约95%增材制造调整为75%，其余部分由CNC精加工完成。

Sherpa公司所有者Pat Barrett表示："高效实现此类解决方案，需要我们的增材制造专家与CNC机械师紧密协作——这正是作为Carbon合作伙伴与Sherpa合作的独特优势所在。"

最终完成的部件在MBARI通过了500 psi的静压测试，随后被安装至ESP中，并搭载于LRAUV上开始实地试验。

蒙特雷湾水族馆研究所SURF中心主任James M. Birch博士表示："MBARI的科学仪器正在革新我们监测水生生态系统健康状况的能力。Sherpa团队协助打造的这一定制部件，将确保我们的技术即使在严苛的海洋环境中，也能采集到亟需的环境数据。"