Empresa de los Emiratos Árabes Unidos imprimirá drones en 3D Liqcreate resina

Nomad Prototypes fue fundada por el ingeniero aeroespacial y experto en fabricación aditiva Phillip Keane para desarrollar drones mediante fabricación aditiva y optimización de topología. Su plan es construir el dron impreso en 3D más grande del mundo utilizando una variedad de métodos de fabricación aditiva. FDM es una opción popular cuando se trata de aficionados a la impresión de drones en 3D, pero la tecnología de extrusión tiene sus limitaciones. Un ingeniero radicado en los Emiratos Árabes Unidos ha recurrido a las resinas de fotopolímeros (y otras tecnologías) para superar las limitaciones encontradas en el proceso FDM. Impresión 3D de piezas de drones con Liqcreate Strong-X retornosapareció en www.3dprinting.com.

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"La extrusión de filamentos está bien para pequeños multirotores y pequeños aviones de ala fija para aficionados, pero realmente presenta problemas al aumentar el tamaño de los drones de ala fija de nivel profesional". dijo Keane. “FDM da como resultado impresiones anisotrópicas, y las complejas fuerzas dinámicas que actúan sobre los aviones de ala fija, la extrusión regular simplemente no es suficiente en términos de resistencia y peso. El objetivo de los drones de impresión 3D es minimizar el peso, pero cuando hay una tendencia a agregar más capas a las paredes de la estructura para compensar la anisotropía, rápidamente se llega a un punto en el que es mejor usar fibra de vidrio o fibra de carbono. "

Imagen de Nomad Prototypes: Dron de resina de primera generación ensamblado para prueba de ajuste antes de someterlo a un pulido con chorro de arena para el recubrimiento cerámico final. 

Impresión 3D de piezas de drones con resina

Los métodos tradicionales como la fibra de vidrio, si bien son capaces de producir drones resistentes y livianos, requieren mucha mano de obra y son costosos debido a la gran cantidad de trabajo manual involucrado. Y debido a la naturaleza práctica de la fabricación de compuestos, pueden surgir problemas de calidad debido a variaciones en el proceso. Al utilizar la impresión 3D, Nomad Prototypes tiene como objetivo reducir los costos de mano de obra, manteniendo la calidad, la resistencia y reduciendo el peso.

El fundador de la empresa ha investigado varios métodos de impresión con drones, incluidos FDM, SLA, SLS, MJF y FGF, durante la última década. La primera generación de drones de Nomad Prototypes son multirrotores, fabricados con Liqcreate Strong-X resina, que es una de las resinas de fotopolímero más fuertes disponibles. Liqcreate Es una resina con capacidad de curado dual, lo que significa que primero se cura con UV y, opcionalmente, se le aplica un curado térmico final para aumentar aún más la resistencia si es necesario.

Para mejorar la pieza impresa, se arena y se aplica un revestimiento cerámico para aumentar la durabilidad y la resistencia a los rayos UV. "Con el Liqcreate resina y el software nTop, hemos podido crear espesores de pared de tan solo 500 micras de espesor”, dijo Keane. “Sin las redes que mantienen unida la piel, las delgadas paredes normalmente colapsarían durante el proceso de impresión con resina. Pero la red sirve como andamio durante la impresión, lo que significa que podemos imprimir elementos de piel mucho más delgados que incluso Liqcreate creía posible”.

La combinación de una estructura ligera, una batería de 7000 mAH y motores y hélices de tamaño eficiente permite que el dron de primera generación permanezca en el aire durante 1 minutos (sin carga útil) y 37 minutos con una carga útil de 22 gramos. La segunda generación será un multirrotor modular a pequeña escala, que puede convertirse en una configuración de ala fija/VTOL, y también se imprimirá con una resina fuerte y flexible, y utilizará la optimización de la topología en las secciones del ala, creando revestimientos de alas extremadamente delgados y duraderos, una hazaña inalcanzable con FDM.

Imagen de Nomad Prototypes: Render de maqueta de dron de resina de segunda generación.

El dron de tercera generación tendrá una escala de hasta 3.2 metros de ala y será impreso en 3D con pellets de alta resistencia. “Algunos de estos nuevos pellets tienen cargas de fibra de carbono increíblemente altas, llegando hasta el 50% de fibra de carbono. Esto sería imposible de imprimir en formato de filamento, ya que el filamento es tan rígido que se rompería tan pronto como llegue al extrusor”. dijo Keane. “Estos gránulos pueden imprimir piezas que tienen más de 3 veces la resistencia de los filamentos FDM normales, por lo que se reducen los problemas causados ​​por la anisotropía. Podemos imprimir eficazmente piezas más delgadas y aun así mantener un alto grado de resistencia en la estructura, lo que hace que los pellets sean viables para drones de ala fija”.

Imagen de Nomad Prototypes: carcasa de dron diseñada por nTop en el horno de laboratorio, a punto de curarse térmicamente.

En cuanto a los drones de resina, el desarrollo continuará con el fin de suavizar los pliegues en el diseño, hasta que la geometría esté lista para ampliarse para la versión impresa en pellets. “Las resinas de alta calidad son accesibles y se pueden imprimir en una máquina de 3,000 dólares, a diferencia de los polvos SLS, que necesitan máquinas mucho más caras para imprimir”. dijo Keane. "Imprimir los drones a menor escala con las resinas nos permite refinar el diseño en términos de DFM y DFA antes de cambiar a otro proceso". La empresa también cuenta con un algoritmo de dimensionamiento personalizado que utiliza MATLAB para generar la geometría correcta para aeronaves de ala fija. Planean utilizar el dron de resina de ala fija de segunda generación para verificar y validar el algoritmo antes de ampliarlo a su versión de 3.2 metros de envergadura.

"Los multirotores son muy fáciles de diseñar y no requieren demasiada reflexión". dijo Keane. “Pero diseñar aviones de ala fija desde cero es mucho más complicado, especialmente cuando se utilizan nuevos materiales y se optimiza la topología. Por eso, estamos adoptando un enfoque cuidadoso e iterativo con nuestros drones, y cada dron posterior se basa en las lecciones de la generación anterior”.

Nomad Prototypes presentará su proyecto en el concurso Make It In The Emirates en el Abu Dhabi Energy Center el lunes 27 de mayo.