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La produzione di massa di droni sta decollando con la stampa 3D

Come Digital Aerolus, Quantum Systems, Kespry e Dive Technologies stanno stampando centinaia di parti

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La mobilità personale e senza pilota sta cambiando rapidamente poiché i droni ci avvicinano sempre di più alla visione di lunga data dell’umanità delle auto volanti.

Amolak Badesha, CEO di Orbital Composites, uno specialista nella produzione additiva di compositi su larga scala, una volta ha sottolineato a 3dpbm che questa nuova generazione di prodotti per la mobilità non sarà in grado di esistere senza i compositi che consentano la produzione di parti estremamente leggere. E la produzione di massa con materiali compositi non può esistere veramente senza la stampa 3D.

Lo stesso vale per i prodotti più a breve termine, come i droni senza pilota per uso commerciale e consumer, sia in cielo che sotto il mare: la produzione di massa di droni tramite AM sta arrivando.

Produzione locale di Digital Aerolus

La Digital Aerolus, con sede negli Stati Uniti, aveva bisogno di produrre droni per spazi confinati/veicoli aerei senza pilota (UAV) di nuova generazione e una nuova unità di controllo a terra (GCU). Si sono rivolti al fornitore di servizi di stampa 3D Fast Radius, come partner di produzione a lungo termine dedicato alla realizzazione di prodotti più efficienti e alla ricerca di nuove soluzioni innovative pur rispettando il loro programma aggressivo.

Alla ricerca di un produttore su richiesta per realizzare due parti, la società ha concluso una partnership strategica a lungo termine per la produzione in corso di oltre 100 componenti. All’inizio, la società aveva bisogno di due parti stampate in 3D per l’Aertos 120, un drone che opera in spazi ristretti, come all’interno di tubi, reattori nucleari, camini o miniere. Fast Radius ha introdotto Digital Aerolus nella tecnologia di stampa 3D HP Multi Jet Fusion e ha prodotto parti che hanno superato le aspettative di prestazioni di Digital Aerolus rispettando i tempi e il budget.

Soddisfatta del loro primo impegno, Digital Aerolus si è avvicinata a Fast Radius per produrre 50 prototipi funzionali di un’unità di controllo a terra (GCU) per la loro nuova famiglia di piattaforme industriali autonome, tra cui l’ammiraglia Aertos 130IR. Fast Radius ha aiutato Digital Aerolus a trovare la tecnologia giusta per ogni parte e ha adeguato i progetti per la producibilità.

In qualità di partner di produzione multi-processo, Fast Radius ha anche gestito la produzione di quasi tutti i componenti meccanici nella GCU, gestendo la produzione di uretano fuso, lavorazione CNC, processo Carbon Digital Light Synthesis (Carbon DLS) e HP Multi Jet Fusion insieme con una varietà di processi di texturing e grafici. Inoltre, Fast Radius fornisce servizi di stampaggio a iniezione poiché Digital Aerolus ha spostato la GCU nella produzione in serie.

Dopo aver lavorato insieme per trovare soluzioni innovative per molte parti dell’Aertos 130IR, la partnership tra Fast Radius e Digital Aerolus si sta espandendo per includere nuovi modelli di piattaforma. Fast Radius è diventato uno sportello unico per Digital Aerolus, aiutandoli a ottimizzare le parti per più processi e scalare i prodotti dalla prototipazione alla produzione.

“Produciamo i droni più avanzati al mondo, con centinaia di elementi di elaborazione del computer e dozzine di sensori, tutti abilitati da AI, sistemi di controllo e software all’avanguardia”, ha commentato Jeff Alholm, CEO e co-fondatore di Digital Aeolus. “I nostri clienti si aspettano prestazioni straordinarie e noi ci aspettiamo lo stesso dai nostri partner. Fast Radius fornisce costantemente la precisione, le soluzioni proattive, i risultati rapidi e la professionalità di cui abbiamo bisogno per continuare a produrre prodotti eccezionali”.

La produzione di droni comprende tutto, dai grandi prodotti militari fino ai prodotti del mercato di massa. A tutti i livelli, la stampa 3D può rendere la produzione di droni ancora più entusiasmante, semplificata e accessibile, evidenziando anche quasi tutti i vantaggi di questa tecnologia espansiva, passando dalla categoria degli hobbisti alla produzione industriale top-secret per le operazioni militari.

Quantum Systems diventa seriale con Shapeways

Aziende come Quantum Systems collaborano con il fornitore di servizi di stampa 3D online Shapeways per sviluppare e produrre parti stampate in 3D efficienti destinate a molteplici usi con “funzionalità integrale”. Il vantaggio principale dell’utilizzo dell’AM si identifica nella riduzione del numero di pezzi realizzati pur continuando a realizzare un prodotto di qualità e ad alte prestazioni. Anche le parti sono più leggere e, sebbene questo sia di solito un vantaggio chiave per la stampa 3D in generale, in qualsiasi tipo di applicazione aeronautica è molto più importante per perfezionare il volo e la velocità.

Specializzata in decollo e atterraggio verticale elettrico avanzato (eVTOL) con droni che uniscono tutti i vantaggi di aeromobili più grandi come elicotteri e aeroplani, Quantum Systems ha testato con successo i propri droni per la consegna di campioni medici, prova di un’altra applicazione in cui tale tecnologia potrebbe fare un vera differenza.

Fondata a Monaco di Baviera nel 2015, Quantum Systems ha in particolare iniziato a utilizzare la stampa 3D sin dall’inizio, sfruttando la capacità di realizzare numerosi prototipi prima di passare alla produzione finale di parti di produzione in serie stampate in 3D tramite sinterizzazione laser selettiva attraverso Shapeways. Mentre il nylon 12 è stato una costante in termini di materiali di stampa 3D, Quantum Systems ha utilizzato anche altri materiali come MJF Plastic PA12 con Shapeways.

“Abbiamo utilizzato subito la stampa 3D, quindi non c’è paragone. Quantum Systems è un’azienda giovane. Solo grazie al fatto che abbiamo integrato questo metodo di produzione nel nostro processo di produzione e sviluppo, siamo stati in grado di ridurre significativamente i tempi di sviluppo”, ha affermato Florian Seidel, CEO di Quantum Systems.

“Per le parti stampate a iniezione risparmiamo circa 10 settimane utilizzando campioni stampati in 3D per rilasciare i dati CAD. La probabilità che queste parti necessitino di un secondo ciclo di correzioni è abbastanza bassa in questo modo. Per le parti prodotte a CNC è lo stesso e spesso saltiamo il primo ciclo di campioni con parti stampate in 3D, il che ci fa risparmiare 3-4 settimane. In generale, direi che la stampa 3D ci fa risparmiare il 20-50% di tempo, a seconda delle parti che progettiamo”.

L’uso di droni per i servizi di consegna va ben oltre il clamore futuristico, soprattutto quando la tecnologia è già utilizzata per il trasporto urgente di campioni o forniture mediche in forma limitata. I droni possono essere utilizzati per far cadere rifornimenti nelle aree più remote, dove potrebbero essersi verificati incidenti o dove inizialmente non è possibile per gli esseri umani entrare per qualsiasi motivo. Possono anche essere utilizzati per valutare la geografia e assistere nella raccolta dei dati necessari per le missioni di ricerca e soccorso. I droni per le applicazioni militari in futuro sono quasi illimitati, ma oggi sono già di fondamentale importanza per le missioni di sorveglianza e ricognizione, la consegna di rifornimenti e armi e persino l’uso in combattimento.

La visione di Kespry

La società di intelligence aerea Kespry esemplifica l’adattabilità dei droni, oltre a mostrare il loro evidente potere di interrompere industrie e pratiche convenzionali di lunga data, e in questo caso attraverso indagini di terra autonome e iper-dettagliate. Fondata nel 2013 e con sede a Menlo Park, Kespry ha anche stampato in 3D con Shapeways sin dai suoi inizi. Insieme, le due società hanno sviluppato e prodotto qualcosa di completamente nuovo con modelli di droni stampati in 3D per parti di uso finale nella piattaforma di intelligenza aerea di Kespry.

“Eravamo una piccola azienda che cercava di ampliare il nostro prodotto e di lanciarlo sul mercato il più rapidamente possibile. Stavamo cercando un fornitore che avesse una scala ragionevole e la giusta combinazione di tempi di consegna e costi”, ha affermato Jordan Croom, l’ingegnere meccanico capo di Kespry che ha un background nella ricerca e sviluppo AM sia in metallo che in plastica, dal suo precedente lavoro nel settore aerospaziale. “Eravamo in un posto unico per poter incorporare la produzione additiva nella produzione su vasta scala, cosa che penso sia piuttosto rara, anche se sta diventando sempre più comune in questi giorni. Quindi era una novità per me: realizzare più centinaia di articoli per ordine e incorporarli nella nostra linea di produzione”.

Shapeways ha lavorato con Kespry mentre continuavano a espandere la loro attività, passando dalla stampa 3D di poche parti ogni settimana a centinaia durante un mese tipico, senza compromettere la qualità, la funzionalità o l’accuratezza delle parti. Di conseguenza, i droni Kespry vengono ora utilizzati per attività come stabilire la valutazione del rischio, assistere gli agenti assicurativi nella chiusura dei sinistri, gestire l’inventario e pianificare le miniere, aiutare a sorvegliare le operazioni di movimento terra in progetti di costruzione su larga scala e raccogliere dati sul sito e rilevare le operazioni di grandi fabbriche come le cartiere e le cartiere.

“Trovare il partner giusto è decisamente importante per noi. Qualcuno con una qualità ripetibile, dove possiamo provare un design una volta. Non dobbiamo preoccuparci di modificare o interrompere gli ordini futuri , ha affermato Croom.

Il grande tuffo di Dive Technologies nell’AM

Shapeways sta già lavorando con più clienti mentre i programmi di progettazione, sviluppo e produzione continuano a maturare. E il potenziale che si trova nella tecnologia dei droni oggi non è solo nello spazio sopra ma anche sotto il mare. Non molto tempo fa, Peter Zelinsky ha esaminato l’uso della stampa 3D nella produzione di carenature per i veicoli subacquei autonomi prodotti da Dive Technologies.

Il veicolo DIVE-LD di Dive Technologies è progettato per ridurre il costo totale di proprietà nelle operazioni offshore. Offre una lunga durata, un’autonomia avanzata, un generoso carico utile e un ingombro ridotto dei sistemi sul lato superiore per una raccolta dati più rapida e sicura.

La tecnologia di guida dietro il DIVE-LD è il Dive Technologies AUV-Kit. Il kit AUV è composto da sottosistemi fondamentali e collaudati per l’autonomia, la propulsione, il controllo, l’energia, le comunicazioni, la navigazione e la sicurezza della missione. La rapida riconfigurazione e scalabilità di questi sistemi si traduce ogni volta nel veicolo giusto per la missione.

La combinazione del kit AUV con i processi di produzione di scafo e struttura proprietari di Dive Technologies porta a un veicolo di dimensioni e forma diverse per soddisfare un lavoro, un’applicazione o una missione unici, una volta che il kit AUV è di proprietà. Questo processo utilizza le tecniche LFAM (Large Format Additive Manufacturing), fornite da specialisti AES (Additive Engineering Solutions). Queste capacità portano progetti complessi a forme fisiche robuste dello scafo in meno di 48 ore per un intero veicolo. La produzione di un AUV personalizzato può essere realizzata in meno di 4 settimane con questo kit AUV.

 

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Davide Sher

Sono un giornalista professionista iscritto all'ODG dal 2002 e mi sono sempre occupato di comunicazione trade. Per 10 anni ho redatto una testata dedicata al mercato dei videogiochi e successivamente ho partecipato alla creazione del primo iPad magazine dedicato all'elettronica di consumo. Dal 2012, mi occupo esclusivamente di stampa 3D/manifattura additiva, che vedo come la più affascinante e reale delle tecnologie oggi agli albori ma che plasmeranno il nostro futuro. Ho fondato Replicatore.it nel 2013 e ho scritto come blogger per diversi siti internazionali. Nel 2016 ho fondato la mia società 3dpbm (www.3dpbm.com), con base a Londra, che offre servizi di supporto alle aziende che vogliono comunicare, sia in Italia che nel mondo, i loro prodotti legati alla manifattura additiva. Oggi pubblichiamo diverse testate internazionali tra cui 3D Printing Media Network (il nostro sito editoriale internazionale), 3D Printing Business Directory (la più grande directory al mondo di aziende legate alla stampa 3D), Replicatore.it, Replicador.es e 3D Printing Media Network Chinese Version.

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