Utilizzo della stampa 3D in metallo nei componenti UAV
Prototipazione e iterazione veloci
La progettazione dei droni richiede diverse iterazioni e le tecniche di lavorazione e assemblaggio convenzionali consumeranno molto personale, materiali, risorse finanziarie e tempo in tali procedure iterative. I prototipi possono essere prodotti in modo rapido e ragionevole mediante la tecnologia di stampa 3D in metallo, riducendo così drasticamente il ciclo di iterazione e accelerando il divario temporale tra la progettazione del prodotto e l’uso pratico. Ad esempio, in soli quattro mesi nel 2012, un team dell’Università della Virginia ha progettato e costruito un aeroplano utilizzando la tecnologia di stampa 3D, per un costo di poco più di 2000 dollari, significativamente inferiore rispetto alle tecniche di produzione convenzionali.
Ottimizzazione strutturale e leggerezza
Standard estremamente rigorosi per la progettazione leggera definiscono i droni, migliorando quindi l’efficienza del volo e aumentando la resistenza. I metodi di lavorazione tradizionali non possono fornire una progettazione leggera di strutture complesse come ali a sezione trasversale ellittica e strutture cave o porose (a nido d'ape) di componenti metallici; la tecnologia di stampa 3D in metallo può realizzare queste cose. Utilizzando la tecnologia di stampa 3D in metallo SLM, la tecnologia Zhongrui mira a massimizzare la struttura topologica, rendere il telaio leggero e strutturalmente ottimale e aumentare l'efficienza e la stabilità del volo dei droni.
Costruire costruzioni complesse
Alcune parti importanti dei veicoli aerei senza equipaggio, come le turbine dei motori, gli ingranaggi di precisione, ecc., hanno forme geometriche complesse. Mentre la tecnologia di stampa 3D in metallo può facilmente raggiungere queste strutture complesse, le tecniche di produzione tradizionali sono difficili da gestire. È possibile produrre componenti strutturali complessi, robusti e di alta precisione per soddisfare i criteri prestazionali dei droni mediante la stampa 3D in metallo.
Personalizzazione per individui
le diverse situazioni applicative richiedono criteri diversi per i componenti dei droni. La personalizzazione della tecnologia di stampa 3D in metallo per soddisfare le esigenze dei droni aiuterà a soddisfare varie situazioni. Questa adattabilità aiuta i droni a cambiare rapidamente per adattarsi a diversi lavori particolari, come operazioni in contesti specializzati o esigenze di carico utile su misura.
Riparazioni rapide e produzione di pezzi di ricambio
I droni sono soggetti a guasti o danni durante l’uso, quindi le tecniche di manutenzione convenzionali non solo richiedono molto tempo e sono costose, ma sono anche impegnative per riparare costruzioni complicate. La rapida produzione dei pezzi di ricambio necessari e la manutenzione e sostituzione in loco rese possibili dalla tecnologia di stampa 3D in metallo aumentano notevolmente l’affidabilità e la durata dei droni. Difficoltà presenta la stampa 3D in metallo nella realizzazione di parti di droni
Spese elevate per gli strumenti
Le costose macchine da stampa 3D in metallo richiedono metodi operativi e di manutenzione esperti. I piccoli produttori di droni potrebbero trovarsi in una situazione di grande tensione finanziaria. Inoltre, le elevate spese operative e di manutenzione della tecnologia di stampa 3D in metallo contribuiscono alle spese di produzione.
Vincoli sui materiali
La tecnologia di stampa 3D in metallo utilizza pochi tipi diversi di materiali e i costi sono piuttosto significativi. Sebbene attualmente polveri metalliche come leghe di titanio e leghe di alluminio siano state utilizzate nella produzione di componenti di droni, il costo e la disponibilità dei materiali rimangono uno dei fattori limitanti per l’ampia applicazione della tecnologia di stampa 3D metallica nel campo dei droni.
Efficienza e velocità produttiva
In particolare quando si producono componenti strutturali grandi o complessi, la tecnica di stampa 3D in metallo ha una velocità di produzione piuttosto scarsa. Ciò potrebbe causare processi di produzione più lunghi e influenzare la capacità di risposta rapida dei droni. Inoltre, durante il processo di stampa 3D in metallo è necessario uno stretto controllo della temperatura, dell’ambiente e di altri fattori per garantire qualità e prestazioni di stampa.
Il processo di post-elaborazione è complicato.
Per aumentare le loro qualità meccaniche e la resistenza alla corrosione, i componenti metallici stampati in 3D necessitano in genere di un trattamento superficiale e di un trattamento termico dopo la produzione. Oltre ad aumentare i costi di produzione, questi metodi di post-elaborazione potrebbero influenzare la stabilità dimensionale e la precisione dei componenti.
Standardizzazione e maturità tecnica
Sebbene la tecnologia di stampa 3D in metallo sia ancora nelle sue fasi iniziali e la sua maturità e standardizzazione debbano essere sviluppate. La produzione di componenti per droni richiede l’implementazione di questa tecnologia. La mancanza di specifiche coerenti per i parametri di processo e i criteri di controllo della qualità della tecnologia di stampa 3D in metallo al momento potrebbe comportare variazioni nelle prestazioni e nella qualità dei componenti generati da diversi produttori.
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