Nie tak dawno temu koncepcja bezzałogowych statków powietrznych wydawała się odległą przyszłością czy wręcz science fiction. Obecnie drony nie są już tylko produktem rozwijanym jedynie w wojsku, ale ich potencjał wykorzystują zarówno indywidualni użytkownicy, jak i przedsiębiorstwa z sektora medycznego (ratownictwo), geodezji, budownictwa czy logistyki.
Choć drony powszechnie kojarzą się z lataniem, coraz więcej firm zaczyna się specjalizować w tworzeniu podwodnych wersji, które wytrzymują trudy podmorskiej żeglugi. Zarówno powietrzne, jak i podwodne drony ewoluują dzięki wykorzystaniu druku 3D w procesie rozwoju produktu.
Ekspansja technologii addytywnych pozwala zwiększyć obszar zastosowań bezzałogowych statków, które można dostosowywać, modyfikować i ulepszać w dowolny sposób.
Drony na zamówienie
Avular, holenderska firma zajmująca się projektowaniem robotyki mobilnej, od kilku lat korzysta z druku 3D w celu usprawnienia rozwoju produktu i cyklu inżynieryjnego. Wykorzystując technologię HP Multi Jet Fusion 3D wytwarza niestandardowe części dronów, które spełniają niezbędne wymagania techniczne, oferując je swoim klientom „na żądanie”. Decyzja o zastosowaniu HP MJF wynikała z chęci produkcji mocnych i lekkich, funkcjonalnych części w pełnym kolorze z materiału PA 12, możliwych do uzyskania tylko w tej technologii. Bez konieczności barwienia wydruków produkcja niestandardowych elementów jest również znacznie szybsza niż w przypadku zastosowania innych technologii druku 3D, nie mówiąc o obróbce CNC czy formowaniu wtryskowym.
Drony Avular wydrukowane w technologii HP Multi Jet Fusion 3D z materiału PA 12 CB oraz PA 11
Dzięki zastosowaniu technologii HP Multi Jet Fusion Avular może oferować klientom części dronów, wytwarzając je w niewielkich seriach bądź pojedynczo, znacznie niższym kosztem i w krótszym czasie – proces realizacji zamówienia trwa tylko tydzień.
Złożone geometrie i zwiększenie skali produkcji
Firma DroneSeed również produkuje drony, korzystając z technologii Multi Jet Fusion. Wykorzystuje poliamidy PA 11 i PA 12, aby stworzyć złożone komponenty swoich maszyn, znajdując tym samym alternatywę dla kosztownego formowania wtryskowego.
DroneSeed współpracuje z agencjami leśnymi i organizacjami non-profit, aby przywrócić do życia spalone obszary. Każdy rój DroneSeed zawiera pięć specjalnie skonfigurowanych dronów, które patrolują ogromne obszary w niezwykle krótkim czasie. Rozsiewają nasiona i nawozy, dokładnie opryskują herbicydami zasiewy i zbierają dane, aby usprawnić dalsze działania. I nic z tego nie byłoby możliwe bez druku 3D.
Większość projektów DroneSeed wymaga krótkich terminów realizacji i ogromnego wyboru części. Przeciętny rój pięciu dronów potrzebuje łącznie 350 unikalnych elementów i muszą one być produkowane z zachowaniem wysokiej integralności strukturalnej.
Drony rolnicze produkowane przez DroneSeed z wykorzystaniem elementów drukowanych w technologii HP MJF 3D
Addytywna produkcja dronów online
Istnieją trzy główne powody, dla których DroneSeed wybiera druk 3D online do realizacji serii swoich produktów:
Prędkość – firmy oferujące zdalną produkcję na zlecenie mogą niemal natychmiast rozpocząć drukowanie zamówień. Po automatycznym sprawdzeniu projektów CAD pod kątem błędów przez algorytmy aplikacji tworzy się natychmiastowa wycena. DroneSeed wykorzystuje tę funkcję do zamawiania i kalkulacji kosztów części, które chce wyprodukować.
Elastyczność – DroneSeed tworzy niestandardowe części o wyjątkowo unikalnych kształtach wykorzystując do tego technologię FDM oraz przede wszystkim MJF, która pozwala na produkcję izotropowych komponentów z tworzyw sztucznych o dużo niższej masie niż te wytwarzane konwencjonalnie z metali.
Skala – części potrzebnych do floty dronów jest na tyle dużo, że wymagają sprawnej produkcji, ale za mało, aby wytwarzać je za pomocą formowania wtryskowego. Tylko firma świadcząca usługi przemysłowego druku 3D na zlecenie na bazie wysoko wydajnego sprzętu, może wyprodukować dokładnie taką liczbę części krótkim czasie.
Współpraca z platformą do druku 3D online jest kluczową częścią procesu projektowania i produkcji w DroneSeed. Wykorzystując nowoczesne technologie, startup pomaga w rekultywacji terenu bez wysokich kosztów, jakie dotychczas wiązały się z wytwarzaniem dronów.
Generative Design
Sigma Ingegneria, włoska firma specjalizująca się w aplikacjach przemysłowych, lotniczych, obronnych i badawczych, pracuje nad projektem pilotażowym Helyx, w którym wykorzystuje technologię druku 3D HP Multi Jet Fusion.
Bada granice projektowania generatywnego, tworząc drukowanego w 3D, lekkiego quadkoptera wyścigowego, z widokiem w pierwszej osobie (FPV), stworzonego z myślą o zwinności i prędkości oraz „freestyle” w locie. Podwozie drona, które zostało zaprojektowane w programie Autodesk Generative Design Beta, (później zintegrowanym z Fusion 360) – ma wymiary 20 x 20 x 10 cm, całkowitą masę 87,5 g i ostatecznie zarejestrowaną prędkość maksymalną 208 km / h.
W wykonanym z PA 11 i wydrukowanym w HP MJF 3D modelu udało się zmniejszyć opór powietrza, obniżyć wagę i uzyskać ekstremalne przyspieszenie oraz wytrzymałą, odporną na uderzenia konstrukcję, co potwierdza zalety łączenia innowacyjnych technologii i projektowania w produkcji niestandardowych, mechanicznych komponentów.
Obudowa drona Helyx wydrukowana w technologii HP Multi Jet Fusion 3D z materiału PA 11
Wzrost zainteresowania dronami i możliwością ich dostosowywania do określonych potrzeb użytkownika, wiąże się w dużej mierze z rozwojem usług druku 3D na żądanie. Zarówno Avular, jak i DroneSeeds, mogły realizować swoje zamówienia, korzystając z platform produkcyjnych online, które pozwalają przedsiębiorcom na opłacalną produkcję w nakładzie poniżej 10000 sztuk w bardzo krótkim czasie.
Platforma AM3D, dzięki najbardziej zaawansowanej technologicznie infrastrukturze do druku 3D i przetwarzania końcowego, (tej samej, którą wykorzystuje Avular i DroneSeed, czyli HP MJF 3D), otwiera przed polskimi przedsiębiorcami, projektantami i konsumentami, drzwi do wysokiego stopnia powtarzalności i produktywności AM, jak również automatyzacji, która stanowi jeden z filarów koncepcji Przemysłu 4.0.
