Tundra-M, il drone professionale modulare in Windform® e stampa 3D

Tundra-M, il drone professionale modulare in Windform® e stampa 3D
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Ecco Tundra-M, il prototipo funzionale modulare realizzato con la tecnologia di sinterizzazione laser selettiva e materiali compositi Windform®

Tundra® ha vinto il Red Dot Design Award 2018 nella categoria “droni”.

I materiali compositi Windform®, sviluppati da CRP Technology per l’industria del motorsport, stanno ora trovando una vasta gamma di applicazioni nei settori più competitivi e avanzati, come per esempio il mondo dei droni professionali.

Il caso applicativo illustra la realizzazione di un aeromobile a pilotaggio remoto attraverso la tecnologia di sinterizzazione laser selettiva e i materiali compositi Windform®.

Windform 3D printed Tundra-M drone

Il progetto ha coinvolto CRP Technology e Hexadrone, azienda francese leader nella costruzione di droni industriali e multifunzionali.
Hexadrone ha contattato CRP Technology per la realizzazione del prototipo funzionale di Tundra-M, il primo drone modulare della ditta francese.

Il prototipo funzionale di Tundra-M è stato realizzato nello stabilimento modenese di CRP Technology utilizzando la stampa 3D professionale e i due materiali compositi della famiglia Windform® caricati fibra di carbonio, Windform® XT 2.0 e Windform® SP.
I quattro bracci sono stati realizzati in Windform® XT 2.0, mentre la struttura principale (corpo centrale/fusoliera/scocca) è stata costruita in Windform® SP.

La collaborazione con CRP Technology

Hexadrone si è rivolta a CRP Technology per ideare il prototipo funzionale di Tundra-M.
L’amministratore delegato di Hexadrone, Alexandre Labesse, ha commentato: “Quando abbiamo iniziato a progettare il nostro drone, ci siamo affidati ad un approccio cauto, attento, e al contempo aperto su più fronti.
Non solo abbiamo coinvolto diversi partner con i quali si è instaurato fin da subito un solido rapporto di fiducia, ma nel corso di due anni di ricerca, sviluppo, consultazioni continue, io e i miei soci abbiamo raccolto consigli e testimonianze dei clienti che ci hanno aiutato moltissimo a finalizzare la soluzione ideale”.

Hexadrone si è affidata alla tecnologia di Sinterizzazione Laser Selettiva (SLS) in collaborazione con CRP Technology per generare rapidamente iterazioni, migliorare i tempi del processo di produzione e facilitare la produzione in serie.
“La tecnologia di sinterizzazione laser selettiva unita ai materiali Windform® – ha aggiunto Alexandre Labesse – ci ha permesso di stampare con facilità i componenti-chiave del nostro drone, e di surclassare il processo di stampaggio a iniezione di materie plastiche in termini di scadenze e costi. In più, abbiamo potuto testare il drone-prototipo in condizioni estreme reali con quasi le stesse caratteristiche meccaniche della plastica a iniezione scelta per la produzione”.

“CRP Technology ci ha affiancato fin dalle prime fasi: quando abbiamo disegnato Tundra-M infatti, avevamo già in mente i materiali che CRP avrebbe poi utilizzato per creare i vari componenti.
Il fulcro del progetto risiede proprio in questo: ovvero nell’aver concepito un drone caratterizzato da molti pezzi. C’è un telaio, formato da più parti; ci sono le giunzioni; c’è un sistema –brevettato da noi- di attacco e sgancio rapido; e ci sono i componenti che formano il sistema di bracci mobili –altro nostro brevetto-.
Questa tecnologia e questi materiali – ha sottolineato Labesse –  a cui ci siamo approcciati grazie a CRP Technology, ci hanno consentito di risparmiare tempo e soldi, e ora ci consentono di affrontare con calma la fase di produzione di massa”.

Le richieste avanzate a CRP Technology da Hexadrone per la realizzazione di Tundra-M sono state: processo di iterazione veloce, il miglior rapporto possibile tra resistenza strutturale e peso dell’applicazione, ottenimento di un risultato ottimale, e realizzazione di un prototipo che rispondesse a più funzioni.
CRP Technology ha fornito il supporto richiesto e in tempi rapidi ha esaudito le richieste del cliente, offrendo pieno supporto e la migliore qualità possibile.

Alexandre Labesse ha dichiarato: “L’aspetto più innovativo della sinterizzazione laser con i materiali compositi Windform®, risiede nella possibilità di realizzare prototipi beneficiando di tutti i vantaggi dello stampaggio ad iniezione, ma senza gli svantaggi che a tutt’oggi questa tecnologia tradizionale possiede in termini di costi e scadenze.
Inoltre, i materiali Windform® scelti, possiedono proprietà e caratteristiche simili ai materiali che andremo poi ad utilizzare in fase di produzione industriale, come ad esempio densità, colore, carico di rottura, modulo elastico e di flessione, allungamento a rottura, e così via”.

Le parti realizzate in Windform®

Tundra-M drone: Le parti realizzate in Windform

Le parti più interessanti che sono state prodotte in Windform® SP e Windform® XT 2.0 sono:

  • Il corpo centrale, composto dal telaio e una copertura rimovibile. Questo componente contiene il centro nevralgico di Tundra-M, ovvero i circuiti principali e il sistema di raffreddamento.
    Alexandre Labesse: “Per ideare questo componente, avevamo bisogno di un materiale forte, resistente e idrorepellente.
    Il corpo centrale è inoltre dotato di un paracadute di emergenza e due batterie.
    A questo componente, si fissano quattro bracci estraibili e modulari.
    Per la creazione di questo componente, è stato scelto il materiale composito caricato fibre di carbonio Windform® SP .
    Anche i piedi di supporto sono stati realizzati in Windform® SP.

Il corpo centrale di Tundra-M in stampa 3D e Windform SP

Il corpo centrale di Tundra-M in stampa 3D e Windform SP
  • I bracci di supporto rimovibili e i supporti motore. I bracci di supporto possono essere sostituiti grazie ad un dispositivo di blocco e sblocco che consente al pilota di assicurare i quattro bracci al corpo centrale grazie a un anello brevettato.
    Questi componenti sono stati realizzati Windform® XT 2.0, materiale composito caricato fibre di carbonio.

I bracci di Tundra-M realizzati in stampa 3D professionale e Windform XT 2.0

I bracci di Tundra-M realizzati in stampa 3D professionale e Windform XT 2.0

La tecnologia di Sinterizzazione Laser Selettiva unita ai materiali compositi Windform®: i vantaggi secondo Hexadrone

I vantaggi riscontrati da Hexadrone nell’utilizzo della tecnologia di Sinterizzazione Laser Selettiva unita ai materiali compositi Windform® sono:

  • Il prezzo, che rende questa tecnologia -unita ai materiali Windform® – una soluzione “più smart” rispetto allo stampaggio a iniezione plastica, soprattutto se si desidera eseguire delle iterazioni.
    L’iniezione plastica è considerata dal punto di vista economico troppo rischiosa se si notano difetti di progettazione dopo la realizzazione dello stampo (in questo caso, lo stampo diventa obsoleto e non è possibile renderlo redditizio per l’azienda).
  • Il colore neutro e la trama, adatta per i prototipi di droni.
  • Le proprietà termiche dei materiali Windform®, adatte per i prototipi di droni.
  • Le proprietà meccaniche, che rendono i materiali Windform® molto competitivi alla plastica fusa ed iniettata, in termini di varie sollecitazioni che un drone deve affrontare durante il volo.
  • Resistività elettrica dei materiali Windform®.
  • Resistenza all’umidità. Grazie al basso assorbimento d’umidità, infatti, i materiali Windform® si sono dimostrati adatti al Tundra-M, un drone votato a condizioni climatiche estreme.

La tecnologia di Sinterizzazione Laser Selettiva unita ai materiali compositi Windform®: i test condotti da Hexadrone

I test condotti da Hexadrone sul prototipo del Tundra-M sono:

  • Le prove di montaggio / smontaggio delle diverse parti per la verifica della struttura e della resistenza a fatica dei materiali Windform®.
  • Test di atterraggio, condotti piegando e spiegando la struttura dei piedi di atterraggio. (Oltre al peso del dispositivo, i piedi devono supportare le sollecitazioni dovute al piegamento / apertura del sistema di atterraggio)
  • Test di volo, per determinare se le parti montate possono gestire gli stress connessi ai numerosi scenari di volo.

Il prototipo funzionale di Tundra-M al CES 2018 nello stand di CRP

Il prototipo funzionale di Tundra-M al CES 2018 nello stand di CRP
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