Tundra® hat den Red Dot Design Award 2018 in der Kategorie „Drohnen“ gewonnen
An dem Projekt waren CRP Technology und Hexadrone beteiligt, ein in der Herstellung von Industrie- und Multifunktionsdrohnen führendes französisches Unternehmen.
Hexadrone beauftragte CRP Technology mit dem Bau des funktionalen Prototyps von Tundra-M, der ersten modularen Drohne des französischen Unternehmens.
Der funktionale Prototyp der Tundra-M wurde im Werk von CRP Technology in Modena unter Verwendung des professionellen 3D-Drucks mit PBF und der beiden kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoffe aus der Windform®-Familie, Windform® XT 2.0 und Windform® SP, hergestellt.
Die vier Arme wurden aus Windform® XT 2.0 hergestellt, während die Hauptstruktur (Hauptkörper/Rumpf/Rahmen) aus Windform® SP gefertigt wurde.
Die Zusammenarbeit mit CRP Technology
Hexadrone wandte sich für die Entwicklung eines funktionalen Prototypen der Tundra-M an CRP Technology.
Alexandre Labesse, CEO von Hexadrone, kommentierte dies so: „Als wir mit der Entwicklung unserer Drohne begannen, haben wir auf einen vorsichtigen, sorgfältigen und dennoch offenen Ansatz an mehreren Fronten gesetzt.
Wir haben nicht nur mehrere Partner hinzugezogen, mit denen wir von Anfang an ein solides Vertrauensverhältnis aufgebaut haben, sondern im Laufe von zwei Jahren Forschung, Entwicklung und ständiger Konsultation haben meine Partner und ich Ratschläge und Erfahrungsberichte von Kunden eingeholt, die uns sehr geholfen haben, die ideale Lösung zu finden.“
Hexadrone hat sich in Zusammenarbeit mit CRP Technology auf die Technologie des selektiven Lasersinterns (SLS) verlassen, um schnelle Iterationen zu ermöglichen, die Produktionszeiten zu verbessern und die Massenproduktion zu erleichtern.
„Die Technologie des selektiven Lasersinterns in Kombination mit den Windform®-Materialien“, fügt Alexandre Labesse hinzu, „ermöglichte es uns, die Schlüsselkomponenten unserer Drohne einfach zu formen und das Kunststoffspritzgussverfahren in Bezug auf Zeiten und Kosten zu übertreffen. Darüber hinaus konnten wir den Drohnen-Prototyp unter realen, extremen Bedingungen testen, wobei er fast dieselben mechanischen Eigenschaften aufwies wie der für die Produktion gewählte Spritzgusskunststoff.“
„CRP Technology hat uns von Anfang an unterstützt: Als wir die Tundra-M entwarfen, hatten wir bereits die Materialien im Kopf, die CRP dann für die Herstellung der verschiedenen Komponenten verwenden würde.
Der Kern des Projekts liegt genau darin: in der Entwicklung einer Drohne, die sich aus zahlreichen Teilen zusammensetzt. Sie hat einen Rahmen, der aus mehreren Teilen besteht, sie hat Gelenke, sie hat ein – von uns patentiertes – System zur schnellen An- und Abkopplung und sie hat Komponenten, die das System der beweglichen Arme bilden – auch dies ist ein Patent von uns.
Diese Technologie und diese Materialien“, betonte Labesse, „die wir dank CRP Technology kennengelernt haben, haben uns Zeit und Geld gespart und erlauben uns nun, die Phase der Massenproduktion in aller Ruhe anzugehen.“
Die Anforderungen, die Hexadrone an CRP Technology für die Herstellung von Tundra-M stellte, waren: ein schneller Iterationsprozess, das bestmögliche Verhältnis zwischen struktureller Stärke und Gewicht der Anwendung, das Erreichen eines optimalen Ergebnisses und die Schaffung eines Prototyps, der mehrere Funktionen erfüllen sollte.
CRP Technology hat die erforderliche Unterstützung geliefert, die Anforderungen des Kunden rasch erfüllt und dabei immer volle Unterstützung und die bestmögliche Qualität geboten.
Alexandre Labesse erklärte: „Der innovativste Aspekt des Lasersinterns mit Windform®-Verbundwerkstoffen liegt in der Möglichkeit, Prototypen herzustellen und dabei von allen Vorteilen des Spritzgießens zu profitieren, jedoch ohne die Nachteile, die diese traditionelle Technologie auch heute noch in Bezug auf Kosten und Zeiten aufweist.
Außerdem besitzen die ausgewählten Windform®-Materialien ähnliche Eigenschaften und Merkmale wie die Materialien, die wir später in der industriellen Produktion verwenden werden, wie Dichte, Farbe, Zugfestigkeit, Elastizitäts- und Biegemodul, Bruchdehnung usw.“
Die mit Windform® hergestellten Teile
Die wichtigsten Teile, die mit Windform® SP und Windform® XT 2.0 hergestellt wurden, sind die folgenden.
Hauptkörper
Der Hauptkörper besteht aus dem Rahmen und einer abnehmbaren Abdeckung. Dieses Bauteil enthält das Herzstück der Tundra-M, nämlich die Hauptstromkreise und das Kühlsystem.
Alexandre Labesse: „Für die Konstruktion dieses Bauteils benötigten wir ein starkes, haltbares und wasserabweisendes Material.
Der Hauptkörper ist außerdem mit einem Notfallschirm und zwei Batterien ausgestattet.
An diesem Bauteil sind vier ausfahrbare und modulare Arme angebracht.
Für die Herstellung dieses Bauteils wurde der kohlefaserverstärkte Verbundwerkstoff Windform® SP gewählt.
Die Stützfüße wurden ebenfalls aus Windform® SP gefertigt.
Die Arme
Die abnehmbaren Tragarme und Motorhalterungen. Die Tragarme können dank einer Ver- und Entriegelungsvorrichtung, die es dem Benutzer ermöglicht, die vier Arme mit Hilfe eines patentierten Rings am zentralen Körper zu befestigen, ausgetauscht werden.
Diese Bauteile werden aus Windform® XT 2.0, einem kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoff, hergestellt.
Die Technologie des selektiven Lasersinterns in Kombination mit Windform®-Verbundwerkstoffen: die von Hexadrone durchgeführten Tests
Die Vorteile, die Hexadrone beim Einsatz der Technologie des selektiven Lasersinterns in Kombination mit den Windform®-Verbundwerkstoffen sieht, sind:
- Der Preis, der diese Technologie – in Kombination mit Windform®-Materialien – zu einer „intelligenteren“ Lösung im Vergleich zum Kunststoffspritzguss macht, insbesondere wenn Iterationen erforderlich sind.
Der Kunststoffspritzguss wird aus wirtschaftlicher Sicht als zu riskant angesehen, wenn nach der Herstellung der Gussform Konstruktionsfehler entdeckt werden (in diesem Fall ist die Gussform überholt und für das Unternehmen nicht länger gewinnbringend). - Die neutrale Farbe und die für Prototypen von Drohnen geeignete Beschaffenheit.
- Die thermischen Eigenschaften der Windform®-Materialien, die für Prototypen von Drohnen geeignet sind.
- Die mechanischen Eigenschaften, die Windform®-Materialien im Vergleich zu gegossenen und gespritzten Kunststoffen sehr wettbewerbsfähig machen, wenn es um die verschiedenen Belastungen geht, denen eine Drohne während des Fluges ausgesetzt ist.
- Der elektrische Widerstand von Windform®-Materialien.
Die Feuchtigkeitsbeständigkeit. Dank ihrer geringen Feuchtigkeitsaufnahme erwiesen sich die Windform®-Materialien als geeignet für die Tundra-M, eine Drohne für extreme Wetterbedingungen.
Die Technologie des selektiven Lasersinterns in Kombination mit Windform®-Verbundwerkstoffen: die von Hexadrone durchgeführten Tests
Hexadrone hat am Prototyp der Tundra-M folgende Tests durchgeführt:
- Montage-/Demontagetests der verschiedenen Teile, um die Struktur und Ermüdungsfestigkeit der Windform®-Materialien zu prüfen.
- Landetests, bei denen die Struktur der Landefüße ein- und ausgefahren wird. (Zusätzlich zum Gewicht des Geräts müssen die Füße den Belastungen standhalten, die durch das Ein-/Ausfahren des Landesystems entstehen)
- Flugtest, um festzustellen, ob die montierten Teile den mit den zahlreichen Flugszenarien verbundenen Belastungen standhalten können.
