Lżejsze drony, większa moc: technologia MJF zmienia konstrukcję UAV

Blueflite to startup technologiczny koncentrujący się na rozwoju autonomicznych bezzałogowych statków powietrznych (UAV) do szybkich przesyłek na średnie odległości. Działa w dynamicznie rozwijającym się segmencie dostaw ostatniej mili i współpracuje z globalnymi graczami, takimi jak Google i Amazon.

Jednym z kluczowych wymagań projektowych w tym obszarze jest minimalizacja wagi przy jednoczesnym zachowaniu wytrzymałości i integralności strukturalnej. W tym miejscu uwidacznia się podstawowa zaleta przemysłowego druku 3D, umożliwiającego optymalizację geometrii części w sposób trudny do osiągnięcia przy użyciu tradycyjnych technologii.

Wyzwanie: zmniejszyć wagę bez utraty wytrzymałości

Rozwój systemów bezzałogowych statków powietrznych wymaga ciągłych modyfikacji projektu i szybkiej weryfikacji funkcjonalności. Każdy gram dodatkowej wagi ma bezpośredni wpływ na zasięg, żywotność baterii i ładowność samolotu. Firma Blueflite poszukiwała zatem rozwiązania, które nie tylko przyspieszyłoby rozwój, ale co ważniejsze, zoptymalizowałoby konstrukcję części pod względem wagi.

Tradycyjne metody produkcji, takie jak obróbka skrawaniem lub formowanie wtryskowe, okazały się w tym kontekście ograniczające. Produkcja form jest kosztowna i czasochłonna, a także ogranicza swobodę projektowania - utrudniając osiągnięcie idealnego stosunku masy do wytrzymałości.

Rozwiązanie: HP Multi Jet Fusion i optymalizacja projektu

W związku z tym firma Blueflite wdrożyła technologię HP Multi Jet Fusion jako swoją główną platformę produkcyjną. Produkcja odbywa się na systemie HP Jet Fusion 5600 z obszarem drukowania około 380 × 284 × 380 mm, umożliwiając wydajną produkcję funkcjonalnych części w jednej partii.

Kluczową zaletą tej technologii jest możliwość wytwarzania złożonych, topologicznie zoptymalizowanych geometrii, które zmniejszają wagę części bez negatywnego wpływu na właściwości mechaniczne. Ze względu na izotropową wytrzymałość materiału, części te mogą być wykorzystywane nie tylko do prototypowania, ale także do rzeczywistego zastosowania w bezzałogowych statkach powietrznych.

W praktyce są to głównie części konstrukcyjne płatowca, osłony elektroniki lub elementy aerodynamiczne, w których istotne jest połączenie niskiej masy i wytrzymałości.

Materiał PA12: stabilne właściwości w rzeczywistej eksploatacji

Zastosowany materiał HP 3D High Reusability PA12 zapewnia bardzo dobry stosunek wytrzymałości do masy, co ma kluczowe znaczenie w zastosowaniach lotniczych. Dzięki niskiej higroskopijności materiał zachowuje stabilne właściwości nawet w zmiennych warunkach, co jest ważne podczas obsługi bezzałogowych statków powietrznych w różnych środowiskach.

Jednocześnie oferuje wystarczającą wytrzymałość i odporność na obciążenia mechaniczne, dzięki czemu nadaje się nie tylko do testowania, ale także do komponentów końcowych.

Obróbka powierzchni i aerodynamika

Dalsza optymalizacja odbywa się poprzez chemiczne wygładzanie powierzchni. Proces ten zamyka mikropory materiału i poprawia jego jednorodność. Rezultatem jest nie tylko większa odporność na wpływy zewnętrzne, ale także lepsze właściwości aerodynamiczne, które ponownie przyczyniają się do wydajności lotu.

Dlaczego MJF ma sens w porównaniu z innymi technologiami

W porównaniu do konwencjonalnej produkcji , MJF pozwala na natychmiastowe modyfikacje projektu bez konieczności wykonywania form. Znacznie przyspiesza to prace rozwojowe, a także otwiera pole do optymalizacji masy.

W porównaniu z innymi technologiami druku 3D, MJF wyróżnia się przede wszystkim spójnością właściwości mechanicznych i jakością powierzchni. W rezultacie można produkować części, które spełniają wysokie wymagania zarówno pod względem funkcjonalności, jak i powtarzalności - co jest niezbędne w zastosowaniach lotniczych.

Wymierne korzyści: lżejsze części, wyższa wydajność

Wdrożenie technologii HP Multi Jet Fusion przyniosło firmie Blueflite wymierne rezultaty. Iteracje projektowe przebiegają w jednostkach cykli w krótkim czasie, a przygotowanie zadania drukowania zajmuje tylko kilka minut.

Jednak najważniejszą korzyścią jest możliwość zmniejszenia wagi wybranych komponentów nawet o 25% bez uszczerbku dla wytrzymałości i funkcjonalności. Przekłada się to bezpośrednio na lepszą wydajność bezzałogowych statków powietrznych - większy zasięg, dłuższą wytrzymałość lub większą ładowność.

"Blueflite jest jednym z pionierów, ale także liderów w dziedzinie dostaw ostatniej mili, która przeżywa ogromny boom. Zastosowanie naszej technologii MJF pozwoliło nam zoptymalizować konstrukcję poszczególnych części w celu zmniejszenia masy przy jednoczesnym zachowaniu integralności strukturalnej samolotu. Umożliwiło to zwiększenie zasięgu, czasu lotu lub masy ładunku, które są kluczowymi cechami. Zaczęliśmy od około 30 części, a obecnie mamy ich ponad 60 w każdym samolocie".

Petr Bártek, Inżynier ds. zastosowań druku 3D CEE/MEMA, HP

Produkcja addytywna jako przewaga konkurencyjna

Przypadek Blueflite wyraźnie pokazuje, że produkcja addytywna nie jest dziś tylko narzędziem do prototypowania, ale pełnoprawną technologią produkcyjną. Zdolność do optymalizacji projektu pod kątem wagi przy jednoczesnym zachowaniu integralności mechanicznej jest główną przewagą konkurencyjną.

To właśnie ta kombinacja umożliwia firmom opracowywanie bardziej wydajnych, wydajniejszych i skalowalnych produktów.

Chcesz zmniejszyć wagę swoich części?

Ciekawi Cię, w jaki sposób technologia HP Multi Jet Fusion może pomóc Ci zoptymalizować komponenty pod kątem wagi i wytrzymałości?

Skontaktuj sięz nami, aby uzyskać niezobowiązującą konsultację lub umówić się na wydruk demonstracyjny konkretnej części.