Sigma Ingegneria, fondata nel 2004 con sede a Lucca, società specializzata in applicazioni industriali, aerospaziali, della difesa e della ricerca, sta lavorando ad Helyx, un progetto pilota per cui utilizza la tecnologia di stampa 3D HP Multi Jet Fusion. L’azienda, che oggi conta 22 addetti, è da sempre fortemente orientata alla continua innovazione e allo sviluppo, puntando così ad un miglioramento continuo, da qui l’idea di produrre, per applicazioni racing e freestyle, un drone First-Person View (FPV). La FPV è un metodo per controllare un veicolo radiocomandato dal punto di vista del conducente, può essere pilotato in remoto da una prospettiva in prima persona grazie ad una videocamera installata a bordo.
Per dare vita all’ambizioso progetto di esplorare l’implementazione di tecnologie di progettazione generativa e di produzione additiva nell’industria dei veicoli aerei senza pilota (UAV), Sigma Ingegneria ha utilizzato stampanti 3D HP Multi Jet Fusion, e il nuovo materiale di HP 3D High Reusability PA 11.
La tecnologia Multi Jet Fusion, immessa nel mercato da HP, non utilizza il laser, la polvere viene riscaldata in modo uniforme e lavorata da due agenti: uno di fusione e l’altro di dettaglio: il primo fonde selettivamente le particelle, il secondo migliora la risoluzione delle parti. Le lampade che si muovono sopra il letto di polvere scaldano il materiale contribuendo a distribuirlo uniformemente, in questo modo è possibile riutilizzare l’80% delle polveri servite durante il processo.
Con un sistema di stampa 10 volte più veloce e a metà del costo per parte prodotta, le stampanti 3D Multi Jet Fusion sfruttano 340 milioni di voxel al secondo. Le macchine di HP, Jet Fusion 4200 e la serie 500 a colori sono in grado di gestire più modelli in un ciclo di lavoro anche mentre la stampa è in esecuzione, è possibile monitorare in maniera avanzata e personalizzata le proprietà meccaniche, funzionali ed estetiche delle parti in termini di accuratezza e velocità.
Già non mancano i primi risultati dal punto di vista produttivo, infatti la tecnologia di stampa 3D ha permesso all’azienda di migliorare le prestazioni dei droni riducendone il peso (peso attuale: 87,5 g). Inoltre grazie alla tecnologia multijet fusion di cui parlavamo prima, sono stati accorciati i tempi di produzione, ottenendo una significativa riduzione dei costi di produzione.
Per quanto riguarda l’aspetto della progettazione i fattori chiave fondamentali per lo sviluppo di un telaio FPV sono essenzialmente tre: ridotta resistenza all’aria, peso ridotto e capacità di sopportare gli impatti. Questo insieme di parametri e le G-forces (fino a 7G) generate in volo hanno dato vita ad un quadricottero non convenzionale che mette in risalto i vantaggi di combinare approcci progettuali innovativi con tecnologie di produzione avanzate come la tecnologia di stampa 3D.
Il telaio del drone è stato progettato con il nuovo software Generative Design di Autodesk e in questa fase sono stati sviluppati tre separati cicli di progettazione per ottimizzarne il peso e la resistenza. Per farlo sono state necessarie alcune preparazioni di file CAD, la prima delle quali è stata utilizzata per definire le geometrie da preservare e successivamente, una volta impostato il file, il software genera diverse possibilità per soddisfare i requisiti precedenti. Sarà poi compito del progettista scegliere la migliore opzione, considerando i diversi dati tecnici in base alle statistiche di ogni progetto.
