Il drone della Parrot Bebop2 costruito nell’innovativo materiale Windform GT

Il drone della Parrot Bebop2 costruito nell'innovativo materiale Windform GT
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La costruzione di un drone o aeromobile a pilotaggio remoto (APR) con la fabbricazione additiva e materiali WINDFORM

Il telaio, prodotto con la tecnica additiva di sinterizzazione laser e in Windform GT, unisce un’eccellente resa estetica a ottime caratteristiche di resistenza agli urti e agli sbalzi di temperatura.

Il progetto qui esposto ha coinvolto due società: CRP Technology e Parrot. Lo scopo è la costruzione del Primo “Leisure Drone” (o Drone da Divertimento): il Bebop 2.

Il drone della Parrot Bebop2 costruito in Additive Manufacturing e nell'innovativo materiale Windform GT

Tra le applicazioni più interessanti e significative nel campo degli aeromobili a pilotaggio remoto, sviluppate grazie alla collaborazione dei nostri partner, c’è senz’altro la realizzazione del drone Bebop 2 della Parrot, parte del quale è stato creato dal Dipartimento di Rapid Prototyping della CRP Technology.

Negli ultimi anni i materiali compositi rinforzati hanno spinto la tecnologia del 3D Printing verso nuovi ed interessanti orizzonti con la produzione di prodotti per il grande pubblico e l’industria del divertimento.

Il progetto ha permesso, ancora una volta, di mettere in evidenza il perfetto connubio tra la tecnologia del Rapid Prototyping e i materiali Windform: grazie ad essi infatti, in brevissimo tempo e con risultati eccellenti ed altamente performanti sul piano delle proprietà meccaniche ed aerodinamiche, è stato possibile completare, testare e mettere sul mercato il drone Bebop 2.

Il Progetto

Fondata nel 1994 da Henri Seydoux, Parrot ha lanciato nel 2010 un quadricottero pilotato via Wi-Fi con uno smartphone, dotato di telecamera integrata: l’AR.Drone. Da allora, Parrot è leader mondiale dell’industria dei droni civili, con una gamma completa di droni e minidroni, e continua ad essere all’avanguardia dell’innovazione con il sofisticatissimo Bebop 2, lanciato nel 2015.

Il Bebop 2 di Parrot associa robustezza e affidabilità in un drone compatto e leggero.

Potente, con una stabilità e una manovrabilità straordinarie anche in condizioni estreme, Bebop 2 può essere pilotato con estrema facilità, senza alcuna formazione. I dati registrati da sette sensori sono analizzati e integrati grazie all’incredibile capacità di calcolo del computer di bordo.
Bebop 2 integra una telecamera frontale progettata appositamente. Il pilota può modificare digitalmente l’angolo della telecamera di 180° facendo semplicemente scorrere un dito sullo schermo del dispositivo di pilotaggio.
Grazie alla stabilizzazione digitale su 3 assi assicurata da potenti algoritmi, le immagini sono nitide, perfettamente stabili e senza distorsioni, indipendentemente dai movimenti del drone.
La sicurezza di volo è stata incrementata grazie a numerosi sistemi: funzione di interruzione di emergenza dell’alimentazione dei motori e dei propulsori in caso di contatto, limitazione dell’altitudine e del perimetro di volo, funzione di ritorno automatico alla base, e LED sul retro del velivolo per identificare la direzione di volo quando si mantiene il velivolo in vista.

La collaborazione con CRP Technology

Il drone della Parrot Bebop2 costruito in Additive Manufacturing e nell'innovativo materiale Windform GT

Per la versione definitiva del drone Bebop 2, Parrot ha utilizzato il materiale Windform GT.

Nella prima versione il Bebop 2 presentava una struttura realizzata attraverso il processo di stampaggio ad iniezione e in un materiale composito a base poliammidica rinforzato con fibre di vetro.

Successivamente, Parrot ha deciso di passare alla tecnologia di sinterizzazione laser selettiva (SLS) in collaborazione con CRP Technology.

La scelta di cambiare il processo di realizzazione è stata fatta al fine di:

  • ottimizzare le performance della struttura contrastando così i lunghi tempi di realizzazione e i costi elevati delle attrezzature e degli stampi della procedura ad iniezione;
  • accelerare l’iterazione tra il processo del disegno, la generazione del prototipo, la verifica sul campo e l’analisi dei dati;
  • accelerare la ripetizione di questa iterazione;
  • migliorare i tempi di produzione;
  • agevolare la produzione in serie

Parti realizzate in Windform GT

Il drone della Parrot Bebop2 costruito in Additive Manufacturing e nell'innovativo materiale Windform GT

Parti realizzate in Windform GT

Le parti del drone Bebop 2 realizzate in Windform GT sono la struttura principale (o corpo centrale) e i bracci, che vanno a formare il telaio.

Il corpo è robusto e flessibile e i bracci sono rinforzati.

Bebop 2: in nero la parte realizzata in Windform GT (courtesy of Parrot)

Bebop 2: in nero la parte realizzata in Windform GT (courtesy of Parrot)

La struttura realizzata con Windform GT (courtesy of Parrot)

La struttura realizzata con Windform GT (courtesy of Parrot)

Bebop 2: corpo centrale e bracci realizzati in Windform GT

Bebop 2: corpo centrale e bracci realizzati in Windform GT

Il metodo degli elementi finiti (FEM – Finite Element Method)

Parrot ha adottato un approccio originale nello sviluppo del drone Bebop 2, basato sulla diagnosi sperimentale e sul metodo degli Elementi Finiti (FEM-Finite Element Method), allo scopo di migliorare la qualità di ripresa durante il volo (solitamente alterata dalle vibrazioni) attraverso l’ottimizzazione del design del drone.
La struttura è stata sviluppata tenendo conto principalmente di questo obiettivo: il design “intelligente” così ottenuto ha anche portato alla riduzione del peso del Bebop 2.

Parrot ha appurato che le frequenze proprie delle parti realizzate in Windform GT erano del tutto simili a quelle delle parti ottenute con la tecnica di stampaggio ad iniezione applicata ad un poliammide rinforzato con fibra di vetro.

I vantaggi dell’utilizzo dei materiali Windform e della sinterizzazione laser selettiva

Avvalendosi dell’analisi degli Elementi Finiti e del Windform GT, Parrot ha ridotto notevolmente i tempi di sviluppo del drone, ma non solo: ha anche avuto modo di valutare la resistenza della struttura del prodotto (un drone destinato al grande pubblico come Bepop 2 è concepito per resistere alle frequenti cadute quando pilotato da principianti).

Il Windform GT si è rivelato l’unico materiale per tecnologie 3D Printing in grado di superare le prove di caduta accidentale effettuate dai tecnici della Parrot.

Parrot evidenzia altri vantaggi ottenuti grazie alla Fabbricazione Additiva e al Windform GT:

  • realizzazione di piccoli lotti di produzione con proprietà meccaniche tali da fornire prodotti funzionali (questa caratteristica risulta, ad esempio, molto utile per sviluppare e migliorare altre funzioni come le performance di volo)
  • Look accattivante

In base ai requisiti richiesti (il veloce processo iterativo descritto nell’introduzione del capitolo 2, miglior rapporto tra resistenza strutturale e peso, risultato coerente agli standard ricercati, possibilità di combinare più funzionalità in un unico elemento) CRP Technology ha risposto tempestivamente, assicurando un’eccellente sinergia con i propri ingegneri e progettisti CAD e la migliore qualità grazie a un servizio unico nel suo genere.