SLS 3D nyomtatás a dróngyártásban – gyorsabb, olcsóbb és rugalmasabb fejlesztés

A dróntechnológia napjaink egyik leggyorsabban fejlődő iparága, ahol az innováció sebessége és a termékek megbízhatósága döntő fontosságú. Legyen szó védelmi célú felderítő eszközökről, logisztikai vagy ipari felhasználásra szánt UAV-król (pilóta nélküli légi járművekről), a gyártóknak egyre nagyobb nyomással kell szembenézniük: rövidebb fejlesztési ciklusok, nagyobb hatótávok, egyre összetettebb igények és fokozódó verseny. Ebben a cikkben két nemzetközi példa – a dél-koreai ION Mobility és a svájci PMRobotics – jól mutatja, hogy a szelektív lézerszinterezés (SLS) technológia hogyan válik kulcsfontosságúvá ebben az új korszakban.

 

A drónok egyre szélesebb körű alkalmazása

A dróntechnológia rohamos fejlődése egyre több iparágban nyit új távlatokat, miközben a drónok iránti kereslet világszerte folyamatosan nő. A mezőgazdaságban például permetezésre és terményellenőrzésre használják őket. A logisztikai szektorban a drónok gyors, kontaktmentes szállítást tesznek lehetővé, különösen nehezen megközelíthető vagy veszélyes területeken. A közbiztonság és katasztrófavédelem területén a légi felderítés, baleseti helyszínek feltérképezése és keresési-mentési műveletek során bizonyulnak nélkülözhetetlen eszköznek. A katonai alkalmazások mellett az ipari ellenőrzés (pl. infrastruktúrák, vezetékek, napelemparkok vizsgálata) és a filmipar is egyre inkább épít a drónok kínálta nézőpontra és rugalmasságra. A városi légtérben történő autonóm közlekedés, azaz az urban air mobility (UAM) koncepciója pedig már a közeljövő közlekedési forradalmát vetíti előre, ahol az intelligens drónok kulcsszerepet játszanak majd az áruszállításban és akár a személyszállításban is.

 

Ebben a Formlabs által közzétett videóban Henry Sullivan, a Building Momentum termékigazgatója elemzi, hogyan forradalmasítja a 3D nyomtatás a dróntervezést, és gyakorlati összeszerelési útmutatót is ad egy egyedi SLS 3D nyomtatott drónhoz.

 

ION Mobility: Gyors fejlesztés és strapabíró UAV komponensek

A ION Mobility különféle területeken – például közbiztonság, honvédelem, ipar – bevethető drónokat fejleszt. Ezeket valós bevetésekre tervezik, ahol nem csak a könnyű súly, hanem a nagy teherbírás, megbízható hőállóság és a bonyolult integrációs igények is alapvető követelmények. Korábban a gyártást külső beszállítókra bízták, hagyományos megmunkálással. Ez azonban jelentős hátrányokat okozott: a gyártási ciklus hosszú volt, a módosítások pedig költségesek és lassúak.

 

 

Megoldás: SLS 3D nyomtatás házon belül

A problémák megoldására az ION Mobility beruházott egy Formlabs Fuse 1+ 30W SLS 3D nyomtató rendszerbe. Ez a lépés gyökeresen megváltoztatta a működésüket:

• A korábban hetekig tartó gyártási folyamatokat akár fél nap alatt elvégzik.
• SLS technológiával nincs szükség nyomtatott támaszszerkezetekre, így a bonyolult geometriájú alkatrészek és burkolatok is könnyen és pontosan előállíthatók házon belül.
• A Formlabs Nylon 12 GF Powder anyagával készült alkatrészek könnyűek, mégis rendkívül merevek és hőállók, ideálissá téve őket készülékházakhoz, szenzorfoglalatokhoz vagy vázszerkezetekhez is.

Formlabs Fuse 1+ SLS 3D nyomtató és Fuse Sift utómunka állomás az ION Mobility műhelyében.

 

Az eredmények önmagukért beszélnek: az R&D költségeket 60%-kal, a fejlesztési időt 70%-kal csökkentették. Olyan alkatrészeket is képesek 3D nyomtatni, amelyeket korábban túl drágának vagy túl bonyolultnak tartottak. A fejlesztési iterációk gyorsasága lehetővé teszi a folyamatos innovációt, miközben a gyártási minőség is ipari színvonalon marad.

 

“Ami régen időigényes és drága volt, ma gyors és költséghatékony” – mondta Sukchun Son, az ION Mobility vezető mérnöke.

 

 

 

PMRobotics: Kis csapat, nagy hatékonyság

A svájci PMRobotics egy másik példája annak, hogyan válhat az SLS 3D nyomtatás kisvállalati környezetben is stratégiai előnnyé. A hat fős csapat minden fejlesztést, tervezést és gyártást házon belül végez. Céljuk, hogy minél több folyamatot automatizáljanak, és így kis létszámmal is versenyképes termékeket állítsanak elő.

 

Gyors prototípusgyártás és egyedi gyártóeszközök

Az SLS technológia bevezetése előtt a csapat saját CNC gépeihez manuálisan, több részből állított össze segédeszközöket, ülékeket, befogókat. Ezeket lassan és nehézkesen tudták módosítani. Az első 3D nyomtatójuk nem tudta biztosítani a megfelelő szilárdságot és pontosságot. A megoldást itt is a Formlabs Fuse 1+ SLS 3D nyomtató hozta el, amely ipari gyártástechnológiát nyújt kompakt méretben és KKV-k számára is elérhető áron.

 

A PMRobotics az SLS nyomtatást az alábbi célokra használja a dróngyártásban:

• Gyártási segédeszközök (pl. tartók, vákuumcsatlakozók, szerelősablonok, ülékek) azonnali gyártása.
• Funkcionális prototípusok nyomtatása, amelyek már tesztelésre és repülésre is alkalmasak.
• Végfelhasználásra szánt alkatrészek sorozatgyártása, ugyanazzal a porral és technológiával, amellyel a prototípusok készültek.

 

Egy új drónmodell fejlesztését sikerült közel három évről kilenc hónapra rövidíteniük. Az alkatrészek 75%-kal gyorsabban készülnek el, mint külső gyártással. Egy célgyakorlathoz készült nagy méretű drón megrendelését a Fuse 1+ 30W napi szinten, éjjel-nappal is futtatható ciklusai révén időben tudták teljesíteni.

 

„Ugyanannyi idő alatt, amennyi másoknak egy alkatrész megrendelésére és kézhezvételére kell, én már be is építettem azt a Fuse segítségével. Másoknak ez hat-hét hétig tart, én viszont egy hét alatt végzek a házon belüli munkafolyamatnak köszönhetően.” – fogalmaz Niklaus Hagen, a PMRobotics társtulajdonosa.

 

Egy gép, több üzleti lehetőség

Az SLS 3D nyomtató kihasználtsága nem áll meg a drónfejlesztésnél. A PMRobotics más, profitábilis projektekre is használja a gépet – például klasszikus autókhoz gyárt egyedi alkatrészeket. Az egyik projekt során egy szívócsövet készítettek, amely üzemanyag- és hőálló anyagból kellett készüljön. A Nylon 12 GF Powder e célra is ideálisnak bizonyult.

 

„A Fuse 1+ 30W a legegyszerűbb 3D nyomtatónk. Stabilan működik, nincs, amit el lehetne rontani. Ez a legnagyobb előnye.” – mondja Hagen.

 

 

Miért ideális az SLS additív gyártástechnológia a dróngyártásban?

A két bemutatott példa jól szemlélteti, hogy az SLS 3D nyomtatás hogyan segíti mind a nagyobb, mind a kisvállalkozásokat a dróniparban:

1. Gyorsabb fejlesztési ciklusok

• Prototípusok, funkcionális alkatrészek és végtermékek ugyanazzal a technológiával készülhetnek.
• Az iterációs ciklusok órákra rövidülnek, nem hetekre.
• A 3D nyomtatásnak hála bonyolult, kikönnyített geometriák is költséghatékonyan előállíthatók, így nő a hatótáv.

2. Költséghatékonyság

• Nincs szükség szerszámkészítésre vagy formagyártásra.
• Akár 60–70%-os költségcsökkenés érhető el fejlesztés és gyártás során.

3. Anyagteljesítmény

• A Nylon 12 GF Powder merevsége, hőállósága és tartóssága kiválóan alkalmas repülő eszközökhöz.
• A nyomtatott alkatrészek bírják a mechanikai és környezeti terhelést.

4. Rugalmasság és személyre szabhatóság

• Egyedi gyártási segédeszközök, kiegészítők és javítóelemek nyomtathatók az adott feladathoz igazítva.
• Gyors reakcióidő bármilyen tervezési igény vagy gyártási probléma esetén.

 

3D nyomtatás, mint versenyelőny a dróniparban

Az SLS 3D nyomtatás nem csupán egy újabb gyártástechnológia a dróniparban – hanem stratégiai előnnyé válik a gyorsaságot, megbízhatóságot és innovációs képességet kereső cégek számára. Az olyan vállalatok, mint az ION Mobility és a PMRobotics, már ma is profitálnak ebből a rugalmasságból, és példájuk megmutatja, hogy akár egy hatfős csapat is képes világszínvonalú termékeket előállítani a megfelelő technológia birtokában. Az SLS nyomtatás tehát nem csak a jövő gyártási megoldása – hanem a jelen versenyelőnye is.