Drohnen:Zusammengesetzte UAVs fliegen ab

Veränderung, besser noch, schnelle Veränderung. Dies charakterisiert am besten den aktuellen Stand der Konstruktion und Herstellung unbemannter Luftfahrzeuge (UAV). Eine große Änderung ist die Terminologie. UAVs sind jetzt Drohnen , und Drohnentechnologie, die einst fast ausschließlich auf militärische Missionen beschränkt waren, trotzen einschränkenden Definitionen und finden in zahlreichen hochmodernen Industrie-, Handels- und Verbraucheranwendungen Anwendung. Drohnen sind nicht mehr auf die Kontrolle durch den Menschen am Boden beschränkt, sondern prägen auch das Schicksal der autonomen Technologie – was sie sein wird und wie sie eingesetzt werden kann.

Auf dem Radar:Drohnen für Kommunikation, Automatisierung

Eines der großen Versprechen der Verwendung von Verbundwerkstoffen in Drohnen besteht darin, dauerhafte, langlebige Systeme zu ermöglichen, die einen flächendeckenden Wifi-Internetzugang bieten. Im Idealfall wären solche Drohnen solarbetrieben und in der Lage, Landflächen von vielen Quadratkilometern mit ununterbrochenem Internetzugang wochenlang zu bedienen. Es gibt mindestens zwei Programme, die diese Technologie verfolgen, und die bisherigen Ergebnisse sind vielversprechend, wenn sie gemischt sind.

Das eine ist das Werk des Social-Media-Riesen Facebook (Menlo Park, CA, USA), das andere ein Produkt des Massachusetts Institute of Technology (MIT, Cambridge, MA, USA). Jeder hat Prototypen gebaut und geflogen und zielt darauf ab, mit radikal neuen Designs beispiellose UAV-Flugzeiten zu erreichen, die zwangsläufig hoffen, die Vorteile fortschrittlicher Verbundwerkstoffe zu maximieren.

In Entwicklung seit 2014, Facebooks Aquila (Abb. 1), eine solarbetriebene Vier-Propeller-Drohne aus Kohlefaser-Verbundstoff wurde zweimal getestet. Im Jahr 2016 war es 96 Minuten lang unter 305 m in der Luft, und im vergangenen Jahr flog es etwa 106 Minuten lang und erreichte eine Höhe von 914,4 m. Der Aquila ist für Großes gedacht:Aquilas Der angegebene Zielkundenstamm beträgt mehrere Milliarden Menschen auf der ganzen Welt ohne zuverlässigen Online-Zugang. Angesichts der enormen geografischen Ausdehnung muss die Drohne sehr lange und ununterbrochen fliegen können, was wiederum tiefgreifende Folgen für Aquilas hat Flugleistung und Designparameter. Facebook muss pilotenlose Flugzeuge bauen und starten, die für Monate ununterbrochen fliegen können und in sehr großen Höhen – 60.000-90.000 Fuß (18.290-27.430 m). In dieser Höhe kann die Drohne eine WLAN-Abdeckung von über 60 Quadratmeilen bieten. Wenn die Technologie perfektioniert ist, hat Facebook-Chef Mark Zuckerberg erklärt, dass er beabsichtigt, eine Drohnenflotte aufzubauen.

Obwohl dies möglicherweise eine gute Nachricht für die Verbundwerkstoffindustrie ist, hat Facebook nur wenige technische Details zum Aquila . veröffentlicht oder die Kohlefasermaterialien und das Laminat, die verwendet wurden, um es zu konstruieren. CW hat herausgefunden, dass die flugerprobte Version eine „Flügelspannweite größer als eine Boeing 737“ hat, was in einer Reichweite von 110 Fuß (±34 m) liegt. Der Aquila . verzichtet auf das zusätzliche Gewicht und den Widerstand herkömmlicher Fahrwerke auch ist mit einem Kevlar-„Landeplatz“ ausgestattet, der an der Unterseite der Motorkapseln befestigt ist, ein Grund, warum es nur etwa 1.000 lb (454 kg) wiegt, wobei etwa die Hälfte dieser Masse auf Batterien entfällt. Zuckerberg hat jedoch deutlich gemacht, dass die Drohne noch leichter gemacht werden muss.

Beim Aufwinden fliegt die Drohne konstruktionsbedingt mit einer Landgeschwindigkeit von nur 10-15 mph, wodurch sie über dem Zielbereich zentriert bleibt, der das Signal empfangen soll. Das Kommunikationssystem wird Laser verwenden, um Daten zu übertragen, was etwa zehnmal schneller ist als landgestützte Glasfaser. Bei der zweiten, zuletzt geflogenen Version der Drohne sorgte ein nicht näher spezifiziertes Beschichtungsmaterial auf den Flügeln für ein „glatteres Finish“ und wurde für die Verdoppelung der Steigrate auf 54,9 m/min im Vergleich zur Steigrate der ersten Drohne angerechnet. Es bleibt jedoch abzuwarten, ob Aquilas ambitionierte Flugdauerziele können nur mit Solarstrom erreicht werden. Die größten Herausforderungen des Projekts in der nächsten Phase, laut Beiträgen auf der Aquila Facebook-Site, sind Solarpanel-Effizienz, Batteriespeicherung und das Erreichen akzeptabler Kostenparadigmen für den Betrieb. Facebook will das Testprogramm um Drohnen mit unterschiedlichen „Formfaktoren, Größen und Gewichten“ erweitern und in der nächsten Runde der Testflüge in größere Höhen fliegen.

Inzwischen hat ein Team von MIT-Ingenieuren ein UAV mit einer Flügelspannweite von 24 Fuß (7,32 m) entworfen, gebaut und getestet, das vollständig aus mit Kohlefaser und Kevlar verstärkten Verbundwerkstoffen hergestellt wurde (Abb. 2), Das Ziel des UAV-Entwicklungsprojekts mit dem Namen Jungle Hawk Owl und finanziert von der US Air Force (Gateways Branch, AFLCMC/HNAG, Hanscom Air Force Base, Bedford, MA, USA), ist etwas bescheidener als das für Facebooks Aquila . Ziel ist es, eine Drohne zu bauen, die fünf oder mehr Tage in hohen und niedrigen geografischen Breiten zu allen Jahreszeiten in einer Höhe von etwa 4.572 m in der Luft bleiben kann. Eine solche Drohne würde als Kommunikationsknotenpunkt dienen und im Falle eines großflächigen Strom- oder Dienstausfalls temporäre Internet-/Telefonverbindungen über ein großes Gebiet bereitstellen.

Das Design der Drohne wurde einem Segelflugzeug mit einem typisch dünnen aerodynamischen Profil nachempfunden. Die erste, im vergangenen Jahr in einer maximalen Höhe von 122 m getestete Vollversion hat eine Flügeldicke von 42,4 mm, die sich auf 20,8 mm verjüngt, und ein Gesamtleergewicht von nur 12,7 kg. Nachdem kleinere Anpassungen am Flugzeug und seinem Startsystem auf dem Dach abgeschlossen sind, Für diesen Sommer sind Flugtests in großer Höhe geplant, wobei die Drohne eine volle Nutzlast an Kommunikationsausrüstung und Treibstoff mit einem Gewicht von bis zu 45,4 kg trägt.

John Hansman, Professor für Luft- und Raumfahrt am MIT und einer der Mitarbeiter, der die studentische Forschung überwacht, eine Zusammenarbeit zwischen dem MIT und dem MIT Lincoln Laboratory (Lexington, MA, USA), berichtet, dass die Flügel aus einem Kernsandwich bestehen, das in zwei Schritt Prozess. Um die nötige aerodynamische Präzision zu erreichen, wurde die Flügeloberseite separat per Vakuuminfusion aus einer Lage unidirektionalen Kohlefasergewebes, das um 90° zur Flügelspannweite orientiert ist, geformt. Um die untere Flügelhaut herzustellen, wurden Holmkappen unterschiedlicher Dicke aus unidirektionalem Gewebe geformt und in die Form gelegt. Styropor wurde dann um und zwischen die Holmkappen gelegt, und die untere Haut wurde gegen die Konstruktion vakuumiert. Die obere Haut wurde dann an der Unterseite befestigt und in 12K-Tow gewickelt. Alle Stoffe wurden mit West Systems 105, einem niedrigviskosen Epoxidharz, das von Gougeon Bros. Inc. (Bay City, MI, USA) geliefert wird, infundiert. Alle Formen wurden aus RenShape 440-Polyurethanschaum von Freeman Manufacturing &Supply Co. (Avon, OH, USA) CNC-gefräst.

Um den Rumpf, in dem sich der Benzinmotor befindet (siehe Nebengeschichte „Drones:MIT-Software wirft Zweifel an solarbetriebenen UAVs“) und den Kraftstofftank herzustellen, verwendete das Team eine einfache zylindrische Betonform und brachte zwei Lagen unidirektionalen Gewebes an, eine bei 90° und einer bei 45° auf den Innendurchmesser des Schlauchs, dann einen ringförmigen Vakuumbeutel verwenden, der durch und um den Schlauch herum positioniert ist, um das Gewebe vakuumzuinfundieren, wobei die äußere Schicht des Laminats an der Innenwand des Schlauchs positioniert ist Rohr. Zur Herstellung des Nasenkegels, der die Kommunikationselektronik enthält, wurde eine äußere konische Form in zwei Hälften aus Schaumstoff gefräst. Eine einzelne Lage 0° Kevlar-Gewebe wurde auf die Formhälften (die miteinander verbunden worden waren) gelegt und vakuuminfundiert.

Drohnen – neue Player in der Industrie

Drohnen haben Auswirkungen auf den industriellen Bereich und greifen überall dort an, wo es für Arbeiter und konventionelle Maschinen, einschließlich Robotern, schwieriger und teurer ist.

Eine potenziell zukunftsträchtige Anwendung ist die Sicherheitsinspektion alternder Windflügel. UAVs, die mit Kameras für die militärische Überwachung ausgestattet waren, waren eine der frühesten Anwendungen der Technologie. Heute können Drohnen, die mit speziellen Kameras ausgestattet sind und von einer hochentwickelten Software autonom betrieben werden, die Rotorblätter einer riesigen Windkraftanlage in nur 15 Minuten inspizieren (die Inspektion durch einen Menschen kann einen ganzen Tag dauern) und visuelle Beweise für Schäden an ein Webportal für die Anzeige auf dem Bildschirm durch Inspektoren in einer komfortableren Umgebung. CW hat in seiner Mai-Ausgabe über dieses wachsende drohnenbasierte Geschäftsphänomen berichtet (siehe „Service &Reparatur:Optimierung der Netzauswirkungen von Windkraft“).

Eine Gruppe von Forschern des Instituts für Tragkonstruktionen und Tragwerksplanung der Universität Stuttgart (Stuttgart, Deutschland) und des Instituts für Computational Design haben eine neuartige und clevere Methode gezeigt, Drohnen in Kombination mit Industrierobotern zu verwenden, um eine weitspannige Verbundstruktur über ein Faserwickelverfahren. Beim sogenannten kollaborativen Wickeln werden zwei stationäre Industrieroboter und eine speziell angefertigte, leichte Drohne oder ein UAV-„Vermittler“ verwendet, um weitspannige Strukturen im Überwachungsraum zwischen den Robotern herzustellen (Abb. 3). Vereinfacht gesagt schafft das Fertigungslayout eine günstige Arbeitsteilung, die die Stärken beider Maschinen ausspielt – die Roboter legen den harzgetränkten Roving präzise auf den Wickelrahmen ab, während die Drohne die Fasern von den Spulen zu den einzelnen transportiert der Roboterarme, wodurch die Beschränkung der Teilegröße durch die Reichweite des Roboter-Endeffektors umgangen wird. Bisher bestand die primäre Alternative zur Herstellung großer Teile, die die Reichweite des Roboters überschreiten, darin, das Teil durch Modularisierung zu bauen, ein Prozess, der nicht ideal ist, insbesondere wenn die gefertigte Struktur tragend ist.

Das Projekt wurde von acht Forschern der Universität durchgeführt und ist in dem Papier „Multi-Machine Fabrication“ zusammengefasst, das in der November-Ausgabe 2017 von Acadia . veröffentlicht wurde , eine Zeitschrift für Innenarchitektur und Raumgestaltung. Die Arbeitszelle bestand aus zwei 6-achsigen KUKA (Augsburg, Deutschland) Robotern KR 210 R3100 Ultra, ausgestattet mit Stahlverlängerungen, einem hydraulischen Greifer zum Greifen des Wickeleffektors vom UAV und einer Infrarotkamera zur Synchronisierung der Roboterstandorte mit dem UAV . Ein benutzerdefinierter Spannmechanismus, der auf Spannvorrichtungen basiert, die in Extrusions- und Walzanwendungen verwendet werden, bietet Kontrolle über die Faserspannung, während sie von der Faserquelle zum UAV oder Roboter geleitet wird.

James Solly, einer der Projektforscher, sagt, dass das endgültige Design der speziell angefertigten Drohne von vier früheren Prototypen in einem Designprozess abgeleitet wurde, der es dem Team ermöglichte, das Gewicht der Drohne zu optimieren und ihr Flugverhalten zu stabilisieren. Teile für den Drohnenkörper wurden aus Standard-Carbonplatten gefertigt, während die Arme der Maschine aus 20-mm-Carbonrohren gefertigt wurden. Andere kleinere Teile wie Verbinder und Abstandshalter wurden aus Polymilchsäure (PLA) 3D-gedruckt. Die Drohnenabmessungen betragen ca. 92 x 92 x 31 cm und das Fahrzeug kann eine Nutzlast von ca. 2 kg tragen.

Um einen einzelnen Ankerpunkt zu wickeln, fährt der Roboterarm um den Wickelrahmen herum, wobei die imprägnierte Faser über dem Laminat erhöht ist. Beim Erreichen des Ankerpunkts wickelt der Roboter die Faser um ihn herum und führt dann den Wickeleffektor zur Landeplattform zurück, auf der das UAV wartet. Nachdem der Austausch bestätigt wurde, schaltet der Spannmechanismus auf niedrige Spannung um und die Drohne trägt die Abwickelfaser zur nächsten Roboterplattform. Die Forscher verwendeten die Roboter-Drohnen-Zelle, um einen 12 m langen Demonstrator-Ausleger als Beispiel für die Form und Größe von Teilen herzustellen, die mit einem herkömmlichen automatisierten Faserwickelaufbau nicht hätten hergestellt werden können (Abb. 4). Das Teil bestand aus einem einseitigen Endlosglasroving, SE1500-2400tex, gespendet von Lange+Ritter GmbH (Gerlingen, Deutschland) und SIGRAFIL Continuous Carbon Fiber Tow, CT50-4.0/240-E100, gespendet von SGL Technologies GmbH (Wiesbaden, Deutschland). Die Fasern wurden mit EPIKOTE MGS LR 135 Epoxidharz, formuliert mit dem Härter EPIKURE MGS LH 138, geliefert von Hexion (Columbus, OH, USA), vorimprägniert. Das Teil wurde unter Verwendung von vorimprägnierten Fasern und trockenen Fasern hergestellt, die in einem Fasertauchharzbad imprägniert wurden. Solly berichtet, dass das durch das Projekt demonstrierte Verfahren am besten geeignet ist, horizontale Strukturen mit großen Spannweiten zwischen vertikalen Stützen herzustellen, wie beispielsweise Ballsaaldächer oder Fußgängerbrücken, bei denen die Reduzierung des Eigengewichts zu erheblichen Material- und Kosteneinsparungen führen kann. Er berichtet, dass er und seine Kollegen das Verfahren und seine Anwendungen mit einem Papier erläutern werden, das auf der bevorstehenden Konferenz der International Association for Shell and Spatial Structures (IASS 2018) vom 16. bis 20. Juli in Boston, MA, USA, präsentiert wird.

In einem anderen industrienahen Projekt untersucht ein Forschungsteam des MIT Media Lab den Einsatz von Drohnen zur Lokalisierung und Identifizierung von Lagerbeständen über Radio Frequency ID (RFID)-Tags. Ein Bedarf an Verbesserungen bei der Bestandsbuchhaltung, der durch die zunehmende Größe moderner Lager- und Versandvorgänge entsteht, wird seit einiger Zeit anerkannt. Manuelles Scannen ist mühsam, teuer und fehleranfällig. Walmart beispielsweise hat im Jahr 2013 einen Umsatzverlust von mehr als 3 Milliarden US-Dollar gemeldet, weil seine Bestandsaufzeichnungen nicht mit dem tatsächlichen Bestand übereinstimmen.

Das MIT-Team hat erfolgreich einen Prototyp entwickelt, der es kleinen, leichten Drohnen mit flexiblen Kunststoffrotoren – dem einzigen Typ, der für den Einsatz in unmittelbarer Nähe von Menschen zugelassen ist – ermöglicht, RFID-Tags aus mehreren Dutzend Metern Entfernung zu lesen und gleichzeitig die Position der Tags mit einem durchschnittlichen Fehler zu identifizieren von etwa 19cm.

Der Bebop-2 Die für die Studie verwendeten Drohnen werden von Parrot Corp. (Paris, Frankreich) hergestellt. Die Drohne wurde speziell für geringe Vibrationen für Anwendungen wie die Fotografie entwickelt und verfügt über einen Rumpf aus glasfaserverstärktem Grilamid TR-Nylon, geliefert von der EMS-CHEMIE AG (Domat/Ems, Schweiz). Jede Drohne wiegt etwa 500g und kann etwa 25 Minuten autonom fliegen. Obwohl sie für den Einsatz in der Nähe von Personen zugelassen sind, sind die Drohnen zu klein, um ein RFID-Lesegerät mit einer Reichweite von mehr als wenigen Zentimetern zu tragen. Stattdessen – dies ist der entscheidende Forschungsdurchbruch – werden die Drohnen verwendet, um Signale, die von einem Standard-RFID-Lesegerät gesendet werden, an ein RFID-Tag weiterzuleiten. Wenn das Signal das Tag erreicht, kodiert das Tag dann seine Kennung auf dem Signal, bevor es an die Drohne zurückgesendet wird. Die Drohne leitet das Signal an das Lesegerät weiter, das die Kennung und damit den Gegenstand und den Standort des Gegenstands entschlüsselt. Das Team arbeitet derzeit daran, die Präzision des Ortungsmechanismus über längere Distanzen zu verbessern und die Geschwindigkeit und Skalierbarkeit des Prozesses zu verbessern.

Innovation beflügelt neue Drohnenanwendungen

Materiallieferanten, Vertragshersteller von 3D-Druck und Zulieferer von Druckgeräten berichten von wachsendem Geschäft mit Drohnenherstellern und entwickeln neue Produkte und Fähigkeiten, um dieses Geschäft zu bedienen.

Clearwater Composites LLC (Duluth, MN, USA) produziert eine Reihe von Kohlefaserrohren und -platten, die es an Hersteller von Industrieausrüstung, Robotik, Luft- und Raumfahrt, Sportartikeln und UAVs liefert. Rohre in einer Vielzahl von Formen werden hauptsächlich durch Rollenwickeln von unidirektionalem Kohlefaser-Epoxid-Prepreg auf einem Dorn mit einer Härtung bei 250°C hergestellt. Die Rohre werden in Standard-, High- und Ultra-High-Modulus-Qualitäten hergestellt, letztere aus Pechfasern. Das Unternehmen fertigt Platten in verschiedenen Dicken, in Platten bis zu 1,2 m x 2,4 m, aus ähnlichen Materialien durch Formpressen oder Vakuuminfusion. Präsident Jeff Engbrecht sagt, dass seine UAV-Kunden in der Regel in Nordamerika ansässige Unternehmen sind, die UAVs für gehobene Industrie- und Luft- und Raumfahrtanwendungen entwickeln und bauen.

Clearwater, so berichtet er, beliefert einen seiner Kunden, einen UAV/Drohnen-Designer und -Hersteller, mit einem speziell konisch zulaufenden, dünnwandigen (0,03 Zoll/0,76 mm) Rohr, hergestellt von Toray Industries (Tokio, Japan). hochmodulige M46J Kohlefaser. Das Rohr für eine nicht näher spezifizierte neue Anwendung ist an einem Ende rund und verjüngt sich dann am anderen Ende zu einer ovalen Form.

Stratus Aeronautics (Burnaby, BC, Kanada) stellt Drohnen her, die hauptsächlich zur Durchführung von magnetischen und Luftvermessungen in der wissenschaftlichen Forschung, im Bergbau, im Militär und anderen Anwendungen verwendet werden. Diese Vermessungsdrohnen wurden sowohl in Starrflügel- als auch in Multi-Rotor-Konfigurationen entwickelt und gebaut und bieten erhebliche Kostenvorteile gegenüber pilotierten Fahrzeugen.

Das feststehende Venture des Unternehmens r UAV (Abb. 5) ist ein kleines, leichtes Flugzeug, das von einem 100-cm³-Zweitakt-Gasmotor angetrieben wird und für Langzeitmissionen (>10 Stunden) geeignet ist – keine Möglichkeit mit einem pilotierten Flugzeug.

Das Flugzeug verfügt über eine aus Kohlefaser-Prepreg geformte Flugzeugzelle, Flügel, die aus einem Semi-Monocoque mit Schaumstoffkernen bestehen, und einem Monocoque-Rumpf ohne Kerne.

Curtis Mullen, Chief Technical Officer des Unternehmens, sagt, dass Design und Tests für ein neues elektrisches Mehrrotor-UAV fast abgeschlossen sind. Mit einer Länge von 3 m und einem Gewicht von etwa 15 kg ist es bis auf die Elektronik komplett aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen gebaut. „Das Chassis ist eine selbstausrichtende Monocoque-Struktur aus CNC-gefräster Carbonplatte“, berichtet Mullen. Der Rest der Struktur besteht aus röhrenförmigem Kohlenstoff mit unterschiedlichen Faserorientierungen und Moduli, abhängig von lokalen Belastungen. Bei CW Redaktionsschluss im Juli, das Unternehmen plante, den Bau und die Flugerprobung im Zeitraum Juni/Juli abzuschließen und Venturer einzuführen später im Jahr 2018 auf den Markt.

Drohnen verzahnen sich mit 3D-Druck

Angesichts der rasanten Entwicklung der Drohnentechnologie überrascht es nicht, dass Drohnenbauer den Anstoß zur additiven Fertigung von Verbundwerkstoffen gegeben haben. Drohnendesigner verwenden großformatige 3D-Drucker nicht nur für das Rapid Prototyping, für das die Prozesse ursprünglich konzipiert wurden, sondern im Zuge der Weiterentwicklung dieser Prozesse auch, um Werkzeuge und Fertigteile bereitzustellen, um die von Drohnen-OEMs geforderten schnellen Durchlaufzeiten einzuhalten .

Impossible Objects (Northbrook, IL), zum Beispiel, hat sich kürzlich mit Aurora Flight Sciences (Manassas, VA) zusammengetan, um eine 76 x 38 mm große hintere Stabilisatorhalterung aus hochdichtem Polyethylen (HDPE) verstärkt mit 25,4 mm geschnittenem 3D-Druck zu drucken Kohlefasern mit seiner Composite-Based Additive Manufacturing (CBAM)-Technologie. Das Teil wurde zu dieser Zeit in ein neues Flugzeug in der Entwicklung eingebaut und ersetzte ein Teil aus unverstärktem Nylon, das brach. Obwohl die additive Fertigungstechnologie häufig zur Herstellung von Prototypen oder Testteilen eingesetzt wurde, arbeitet das Unternehmen laut Larry Kaplan, CEO von Impossible Objects, derzeit daran, mehrere kommerzielle Anwendungen mit höheren Stückzahlen für Teile in Drohnen zu sichern. Details zu den Anwendungen können noch nicht genannt werden, aber Kaplan berichtet, dass es sich um neue, hochtemperaturbeständige Kohlefaser/Nylon- und Kohlefaser/PEEK-Materialien handeln wird, die das Unternehmen entwickelt hat. „Wir sind der einzige Hersteller von Verbundwerkstoff-Additiven mit einem verstärkten PEEK-Material“, behauptet Kaplan und stellt fest, dass Materialien mit hoher Temperaturbeständigkeit zunehmend für Teile und Formen nachgefragt werden.

Der Druckerhersteller Stratasys Inc. (Eden Prairie, MN, USA) arbeitet bei der fortlaufenden Entwicklung und Kommerzialisierung seiner 3D-gedruckten Werkzeugtechnologien für das Formen von Verbundteilen mit Materiallieferanten und Herstellern von Luft- und Raumfahrt/Drohnen zusammen. Timothy Schniepp, Senior Director, Composite Solutions bei Stratasys, sagt, dass die Fused Deposition Modeling (FDM)-Maschinen des Unternehmens die meisten Werkzeuge in zwei bis drei Tagen oder weniger produzieren können, was bedeutet, dass ein Kunde Teile in weniger als einer Woche formen kann. Das Hochtemperaturmaterial des Unternehmens, Ultem 1010, ein Polyetherimid (PEI), hergestellt von SABIC (Pittsfield, MA, USA), ist ein ungefülltes Allzweckmaterial, das für die Herstellung aller Laminierungswerkzeuge geeignet ist, einschließlich Werkzeuge, die bis zu Temperaturen autoklaviert wurden bis 300 °F.

Swift Engineering Inc. (San Clemente, CA, USA) verwendete FDM und Ultem 1010, um aufeinander abgestimmte Hälften einer Pressform für die kohlenstofffaserverstärkten Epoxid-Propellerblätter eines UAV herzustellen. Die 356 x 102 x 51 mm großen Werkzeuge benötigten 30 Stunden Bauzeit und wurden manuell abgeschliffen und mit einem Zweikomponenten-Epoxid versiegelt, was eine Oberflächengüte Ra (Durchschnittsrauheit) von ungefähr 0,4 µm ergab.

Rock West Composites (West Jordan, UT, USA) arbeitet mit Stratasys zusammen, um einige der Werkzeugkonstruktionen durch Formen von Testteilen zu validieren. Adrian Corbett, Director of Business Development des Unternehmens, stellt fest, dass die Drohnenindustrie mehr 3D-gedruckte Teile in ihre Produkte einbaut und 3D-gedruckte Werkzeuge einen klaren Vorteil gegenüber Bearbeitungswerkzeugen aus Epoxid oder anderen Werkzeugmaterialien bieten. „Auf diese Weise können Sie ein Teil so schnell herstellen, wie Sie das Werkzeug drucken können“, sagt er.

Kurz gesagt, eine neue Drohnen-produktive Ära ist entstanden und ist hier. Glücklicherweise ist Veränderung in diesem Fall für viele in der Verbundwerkstoffindustrie gut.