Produkcja specjalistycznych dronów z wykorzystaniem technologii QLS Nexa 3D

SmartDrone to czołowy producent specjalistycznych dronów do mapowania terenów i wykonywania precyzyjnych pomiarów dużych powierzchni. Firma dostarcza swoje rozwiązania firmom i deweloperom, którzy muszą uzyskać dokładny obraz krajobrazu lub miejsca pracy. Oprócz produkcji hardware świadczy także specjalistyczne usługi dla klientów. W produkcji jej rozwiązań istotną rolę odgrywa druk 3D ze sproszkowanych tworzyw sztucznych, za pomocą którego jest w stanie znacząco obniżyć koszty produkcji dronów i przyspieszyć ich rozwój. W pracy SmartDrone wykorzystuje nowatorską i wysokowydajną technologię QLS firmy Nexa3D.

W swoich rozwiązaniach firma łączy wysokiej rozdzielczości LIDAR (Light Detection and Ranging – metoda pomiaru odległości poprzez oświetlanie celu światłem laserowym i pomiar odbicia za pomocą czujnika), kamerę z czułym modułem GPS oraz potężny komputerem pokładowym ze złożonym algorytmem oprogramowania. Dzięki temu zespół SmartDrone jest w stanie dostarczyć mapy konturowe z dokładnością nawet do 1 stopy (~30 cm). Firma oprócz produkcji i sprzedaży dronów posiada również zespół 7 specjalistów do prac terenowych działających na terenie całych Stanach Zjednoczonych – mogą oni świadczyć usługi dronowe klientom, którzy nie chcą inwestować we własny sprzęt lub nie chcą uczyć się jego obsługi.

Konstrukcja flagowego drona firmy – Discovery 2, obejmuje elementy z włókna węglowego i obrabianego aluminium, natomiast korpus zewnętrzny jest drukowany w 3D przy użyciu poliamidu PA 12 – lekkiego, ale bardzo wytrzymałego materiału, bardzo odpornego na uderzenia. Jest to ważne w przypadku drona przemysłowego, który jest używany w trudnych warunkach terenowych.

Produkcja przyrostowa pozwala zespołowi SmartDrone utrzymać sprawny rozwój produktu i proces produkcyjny. „Pracujemy bardzo szybko w naszych iteracjach projektowych, więc opracowanie takiego oprzyrządowania byłoby bardzo trudne do zrobienia w przypadku formowania wtryskowego, a koszt oprzyrządowania przy naszych niewielkich ilościach produkcyjnych po prostu nie ma sensu” – mówi Chris McKulsky, kierownik ds. inżynierii SmartDrone – „dodatkowo jesteśmy w stanie wykonywać bardziej złożone geometrie i bardzo strategicznie określać, gdzie możemy zrzucić wagę, co jest niezwykle ważne – każde 250 gramów to około 1 minuta lotu. Cienkie, duże powierzchnie prawdopodobnie również wypaczyłyby się podczas formowania wtryskowego”. Kolejną korzyścią jest to, że wytwarzanie addytywne umożliwia tworzenie złożonych kanałów wewnętrznych, które mogą pomóc w odprowadzaniu powietrza w celu wspomagania zarządzania ciepłem podczas lotu.

Początkowo SmartDrone korzystał z usług firmy zewnętrznej, która drukowała części na drukarkach firmy HP w technologii Multi Jet Fusion. Z czasem zespół podjął decyzję o zwiększeniu skali produkcji i zakupie własnej maszyny o większej przepustowości produkcyjnej.

W poprzedniej firmie dwóch współzałożycieli SmartDrone dzieliło budynek z Nexa3D. Inżynierowie z Nexy pomogli wydrukować kilka prototypów na drukarkach 3D, które w tamtym czasie były oparte o żywicę światłoutwardzalną. Nexa3D wkrótce przejęła NXT Factory i technologię druku 3D ze sproszkowanych poliamidów – Quantum Laser Sintering (QLS). Zespoły utrzymywały kontakt i na początku 2022 r., gdy QLS było przygotowywane do wprowadzenia na rynek, SmartDrone i Nexa3D połączyły siły w programie beta, aby lepiej zrozumieć jak metoda QLS wypada w porównaniu z technologią MJF, której już używali?

Tym, co odróżnia technologię QLS od innych metod proszkowych jest jej niezrównana przepustowość. Przy 8 litrach na godzinę jest o około 60% szybsza niż MJF, a ponadto ma średnią gęstość budowy 20% w porównaniu do zaledwie 10% z MJF. Obie te liczby oznaczają wyższą ogólną przepustowość, ale QLS ma również większą objętość kompilacji i szybką wymianę jednostek konstrukcyjnych, co jeszcze bardziej utwierdza atrakcyjność tej najnowocześniejszej technologii w oczach zespołu SmartDrone. „Patrząc na koszty, koszt pełnego zespołu zbudowanego na QLS to koszt tylko jednej części wykorzystującej MJF z naszym dostawcą usług” – mówi McKulsky.