Il prototipo di Drone Tundra-M vola in alto grazie alla stampa 3D e ai materiali antivento di CRP
La CRP Technology , con sede in Italia , fa parte del più ampio CRP Group e ha utilizzato i suoi versatili materiali compositi Windform e la tecnologia di stampa 3D SLS per produrre qualsiasi cosa, dalle maschere alle mazze da golf ai componenti per motocicli e prototipi di droni .
Vediamo più da vicino il Tundra-M stampato in 3D, il prototipo funzionale del primo drone modulare ad alta velocità modulare (UAS) di Hexadrone visto di prima mano al CES 2018 .
Secondo il caso di studio, “Le tecnologie di produzione additiva nelle applicazioni UAS hanno presentato sia opportunità che sfide agli ingegneri del settore”.
Prototipo funzionale stampato Tundra-M 3D al CES 2018.
Il robusto Tundra-M, il primo drone prodotto in serie di Hexadrone, ha un design impermeabile ed è stato progettato per attività industriali e multifunzionali in condizioni climatiche estreme.
“Abbiamo progettato il nostro drone attraverso un approccio cauto, multiforme e collaborativo con il coinvolgimento di parti interessate di ampia portata”, ha affermato il CEO di Hexadrone Alexandre Labesse. “Nel corso di due anni di consulenza, ricerca e sviluppo abbiamo raccolto tutti i consigli e le testimonianze dei clienti utili per il suo design e che ci hanno finalmente aiutato nel processo di ideazione di una soluzione UAV ideale.”
La stampa 3D offre agli ingegneri una maggiore flessibilità di progettazione rispetto ai metodi di produzione tradizionali e può ridurre sia la tempistica che i costi per progetti come il prototipo Tundra-M, che, come osserva lo studio, “concepito intorno a una prospettiva multifunzione”.
Una generazione di iterazioni e una timeline più veloci, insieme all’ottimizzazione del sistema resa possibile grazie ai materiali compositi Windform XT 2.0 e Windform SP in fibra di carbonio a base di poliammide, sono esattamente ciò che ha spinto Hexadrone alla tecnologia CRP.
“La tecnologia di sinterizzazione laser selettiva Windform ci ha permesso di prototipare facilmente i componenti chiave del nostro prodotto, di superare il processo di stampaggio a iniezione di plastica in termini di scadenze, costi e testare il nostro prototipo in condizioni reali con quasi le stesse caratteristiche meccaniche”, ha dichiarato Labesse.
“Il progetto che abbiamo progettato con questi due materiali, il Windform SP e il Windform XT 2.0 della tecnologia CRP, risiede nella concezione di diverse parti del telaio, parti di giunzione, un sistema brevettato a sgancio rapido e componenti che formano il nostro carbonio brevettato. fatto sistema di braccio. Questa tecnologia di risparmio di tempo / costi di stampa 3D ci ha aiutato molto e ora ci consente di affrontare con calma la fase di produzione di massa “.
I requisiti del progetto di Hexadrone, tutti i quali la tecnologia CRP incontrava i colori volanti, includevano:
“Per quanto riguarda l’aspetto più innovativo della tecnologia di sinterizzazione laser con i materiali Windform, sta la possibilità di realizzare prototipi con tutti i pro del processo di iniezione plastica senza i contrari che questo metodo comporta in termini di costi e scadenze”, ha affermato Labesse. “Inoltre, Windform ci fornisce un materiale abbastanza vicino in termini di proprietà (ad esempio, densità, colore, resistenza alla trazione, modulo, allungamento a rottura ecc.).”
La tecnologia CRP e i materiali Windform hanno superato numerosi problemi, tra cui le vibrazioni e gli sforzi di compressione, trazione e trazione. Uno dei maggiori problemi durante la progettazione della Tundra-M era un guadagno di scala compreso tra 0,15 e 0,20 mm, a causa della mancanza di precisione: se questo non è previsto in anticipo, il guadagno può causare problemi di assemblaggio della parte.
Struttura del corpo stampata in 3D in Windform SP.
A causa delle sue proprietà termiche e meccaniche, Windform SP è stato utilizzato per realizzare la struttura del corpo della Tundra-M, che contiene i circuiti stampati e il sistema di raffreddamento e ha un coperchio rimovibile.
“Per ideare questo componente, avevamo bisogno di un materiale resistente all’acqua, durevole e robusto”, ha spiegato Labesse. “Inoltre, questo robusto telaio è dotato di un paracadute di emergenza, quattro bracci estraibili e scalabili, due batterie e tre accessori facilmente interfacciabili.”
Quattro bracci removibili supportano il telaio, che può essere cambiato rapidamente per rendere il drone facile da mantenere e abbastanza flessibile da soddisfare molteplici esigenze professionali e scenari di volo; le braccia hanno anche tre connessioni accessorie, che lo rendono uno strumento flessibile ed efficace. Windform XT 2.0 è stato utilizzato per stampare i bracci in 3D, costituiti da supporti motore e una base di interblocco, che li rende facili da stringere grazie al supporto di un rigido sistema di “anelli di tensione”.
“La nostra tecnologia brevettata offre una connessione affidabile e robusta pur essendo una soluzione impermeabile in caso di inclemenza”, ha dichiarato Labesse. “Questa connessione ad incastro è anche in grado di gestire lo stress dovuto all’effetto leva. Queste forze di leva sono generate principalmente attraverso i componenti alla fine, applicando una forza costante attraverso le masse. ”
Hexadrone ha effettuato numerosi test sul drone prototipo Tundra-M, inclusi test di volo in condizioni di servizio reali per vedere se le parti montate potevano gestire i vari ceppi incontrati in diversi scenari di volo e test di atterraggio, in modo da piegare e dispiegare il piede di atterraggio la struttura che supporta il pieno peso del drone potrebbe essere controllata. Inoltre, Hexadrone ha completato i test di assemblaggio e smontaggio delle parti per testare la loro struttura e la resistenza alla fatica dei materiali Windform.
Il Tundra-M si è comportata egregiamente, grazie in gran parte ai componenti meccanici di alta qualità e alle loro “qualità intrinseche del materiale”. I materiali Windform leggeri utilizzati per stampare in 3D il prototipo erano abbastanza flessibili e compatibili da rendere il drone una buona scelta per gli esigenti applicazioni e costano meno rispetto all’utilizzo della tecnologia di iniezione plastica per la prototipazione. Inoltre, la tecnologia SLS di CRP non ha prodotto difetti o sottosquadri, il che è ottimo per i prototipi, in quanto il case study menziona che spesso si notano difetti su pezzi industriali realizzati con stampaggio a iniezione di plastica.
Hexadrone ha anche notato il colore neutro e la consistenza dei materiali, insieme alla resistenza all’umidità fornita, come principali vantaggi, nonché la capacità del CRP di fornire accesso alle parti stampate 3D a basso costo entro brevi scadenze di progetto.
