Azienda degli Emirati Arabi Uniti stampa droni in 3D con resine
La tecnologia FDM è ampiamente utilizzata da YouTuber e hobbisti per la stampa 3D di droni, ma presenta limiti significativi. Per superare questi ostacoli, un ingegnere degli Emirati Arabi Uniti ha scelto di impiegare resine fotopolimeriche e altre tecnologie.
Nomad Prototypes: Innovazione nei droni
Phillip Keane, ingegnere aerospaziale esperto in produzione additiva, ha fondato Nomad Prototypes per sviluppare droni utilizzando la produzione additiva e l’ottimizzazione della topologia. L’obiettivo è costruire il drone stampato in 3D più grande del mondo attraverso diverse metodologie di produzione additiva.
Secondo Keane, “L’estrusione del filamento è adatta per piccoli droni e velivoli ad ala fissa per hobby, ma incontra problemi significativi quando si aumenta la scala per droni ad ala fissa professionali.”
Limiti della tecnologia FDM
La tecnologia FDM produce stampe anisotrope che, a causa delle forze dinamiche complesse sui velivoli ad ala fissa, non sono sufficientemente resistenti e leggere. Il principale vantaggio della stampa 3D per i droni è la riduzione del peso, ma quando si aggiungono strati per compensare l’anisotropia, si raggiunge un punto in cui è preferibile usare fibra di vetro o fibra di carbonio.
Vantaggi delle resine fotopolimeriche
I metodi tradizionali, come la fibra di vetro, sono efficaci ma richiedono molta manodopera e sono costosi. Inoltre, la produzione manuale dei compositi può portare a variazioni di qualità. Nomad Prototypes utilizza la stampa 3D per ridurre i costi di manodopera, mantenendo qualità, resistenza e riduzione del peso.
Negli ultimi dieci anni, Keane ha esplorato vari metodi di stampa con droni, tra cui FDM, SLA, SLS, MJF e FGF.
Droni di prima generazione
La prima generazione di droni di Nomad Prototypes è costituita da multirotori realizzati con la resina Liqcreate StrongX, una delle resine fotopolimeriche più resistenti disponibili. Liqcreate è una resina a doppia polimerizzazione che viene prima curata con UV e poi sottoposta a un’ulteriore polimerizzazione termica per aumentarne la resistenza.
Le parti stampate vengono sabbiate e rivestite con un rivestimento ceramico per aumentarne la durata e la resistenza ai raggi UV. “Con la resina Liqcreate e il software nTop, siamo stati in grado di creare spessori di parete di soli 500 micron”, ha dichiarato Keane.
Droni di seconda e terza generazione
La seconda generazione sarà un multirotore modulare su piccola scala, capace di trasformarsi in una configurazione ad ala fissa/VTOL, stampato con una resina resistente e flessibile. La terza generazione raggiungerà un’ala di 3,2 metri, stampata con pellet ad alta resistenza, alcuni dei quali contengono fino al 50% di fibra di carbonio. Questi pellet permettono di stampare parti oltre tre volte più resistenti dei normali filamenti FDM, riducendo i problemi di anisotropia.
Approccio graduale e iterativo
Nomad Prototypes continua a sviluppare droni in resina per perfezionare il design prima di passare alla versione con apertura alare di 3,2 metri. “Le resine di alta qualità sono accessibili e possono essere stampate su macchine da 3.000 dollari, a differenza delle polveri SLS che richiedono macchine molto più costose”, ha affermato Keane.
L’azienda utilizza anche un algoritmo di dimensionamento personalizzato con MATLAB per generare la geometria corretta per gli aerei ad ala fissa. Questo algoritmo sarà verificato con il drone in resina ad ala fissa di seconda generazione prima di passare alla versione più grande.
Nomad Prototypes presenterà il suo progetto al concorso Make It In The Emirates presso l’Energy Center di Abu Dhabi il 27 maggio.
