3D-Druck 3D-gedrucktes, selbstgesteuertes Fluggerät ist bereit zum Abheben

Stratasys hat zusammen mit dem Startup-Unternehmen Helico die autonome Drohne Air-Dog entwickelt. Die Drohne wurde dafür konzipiert, Sportlern bei Outdoor-Aktivitäten eigenständig zu folgen und diese dabei zu filmen. Helico setzte bei der Entwicklung des weltweit ersten unbemannten Fluggeräts dieser Art auf Stratasys 3D-Drucktechnologie.

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Der vorrangig für den Verbrauchermarkt entwickelte Air Dog ist ein innovativer und benutzerfreundlicher Quadcopter, der mit einer standardmäßigen Go-Pro-Aktionkamera ausgerüstet werden kann und über ein Ortungsgerät, das man z. B. am Handgelenk trägt, gesteuert wird. Die Anwender können damit automatisch spektakuläre Luftvideos und Standfotos von sich selbst machen. Die Steuerung erlaubt die Einstellung von Entfernung, Geschwindigkeit und Höhe für den nachfolgenden Air Dog. Helico setzt gezielt auf den Outdoor-Markt mit seinen Extremsportarten und erwartet insbesondere das Interesse von Freizeitsportlern, beispielsweise in den Bereichen Freestyle BMX, Motocross und Skateboarding sowie Wassersportarten, wie Surfing, Kite-Surfing und Wake-Boarding. "Der Air Dog gibt den Kunden nicht nur eine kostengünstige und individuelle Filmcrew für Luftaufnahmen in die Hand, sondern erlaubt zudem mitreißende Kameraaufnahmen aus Entfernungen und Blickwinkeln, die den Endverbrauchern bisher vorenthalten waren", erklärt Edgars Rozentals, Mitbegründer und CEO von Helico Aerospace Industries mit Firmensitz in Lettland.

3D-Druck-Technologie ermöglicht funktionsfähiges Gerät

Bevor Rozentals den Einsatz von 3D-gedruckten Komponenten prüfte, arbeitete er mit Silikongussmodellen eines chinesischen Zulieferers. Das bedeutete nicht nur eine zweiwöchige Wartezeit, sondern auch viel zu schwere und dadurch flugunfähige Modelle. Sie wurden letztendlich nicht weiter verfolgt. "Es gibt unzählige Vorteile des 3D-Drucks gegenüber dem bisherigen Testverfahren", so Rozentals. "Vor allem ist der Bearbeitungszeitraum um ein Vielfaches kürzer und wir können bei Bedarf im letzten Moment Änderungen am Design vornehmen. Das dauert nur wenige Stunden und kann unkompliziert und kostengünstig umgesetzt werden. Vorher war das schlicht unmöglich, da dies die zeitaufwändige Herstellung eines neuen, kostspieligen Gusswerkzeugs erforderte. "Ehrlich gesagt, ich weiß nicht, wie wir ohne die 3D-Drucktechnologie von Stratasys jemals ein funktionsfähiges Gerät hätten produzieren können. Ich habe das Unternehmen (Helico) vor zwei Jahren gegründet und wir arbeiten zu Dritt. Für Startups wie Helico ändert diese Technologie nicht nur die Spielregeln, sie ist die Eintrittskarte für das Spiel selbst", erklärt er.

3D-Druck leistet Starthilfe für Air Dog

Gemäß Rozental, wäre der Air Dog ohne die entscheidende Starthilfe des 3D-Drucks in der Prototypen-Phase buchstäblich am Boden geblieben. Das Unternehmen suchte professionelle Unterstützung bei Baltic-3D, dem Vertriebspartner von Stratasys in Lettland, der zusammen mit dem polnischen Vertriebspartner Bibus Menos eine Lösung für die Anforderungen des Helico Teams erarbeitete. Die Bauteile für den Air Dog und das Air-Leash-Ortungsgerät mussten unter reellen Einsatzbedingungen voll funktionstüchtig sein. Um das zu erreichen, wurden die Stratasys 3D-Druckverfahren FDM und Polyjet eingesetzt.

Die finale Air Dog-Drohne wurde komplett aus dem Stratasys FDM-Material Ultem 3D-gedruckt, welches aufgrund seiner herausragenden Stärke und Stabilität bei gleichzeitig geringem Gewicht ausgewählt wurde - entscheidende Eigenschaften für den Start und die Manövrierfähigkeit im Flug. "Wir waren von der hohen Belastbarkeit des Materials Ultem besonders beeindruckt", fügt Rozentals hinzu. "Die Funktionsstabilität des Materials erlaubte es uns, sehr dünne Seitenwände zu drucken und das Gesamtgewicht des Air Dog weiter zu reduzieren."

Alle Komponenten des Armbandmoduls in einem einzigen 3D-Druckvorgang gefertigt

Auf der anderen Seite wurde das zugehörige Ortungsgerät Air Leash mit der Polyjet Multimaterial-3D-Drucktechnologie entwickelt. Alle Komponenten des Armbandmoduls, angefangen vom robusten Gehäuse bis zu den flexiblen Bedienknöpfen des Tastenfelds, wurden aus festen und gummiartigen Materialien in einem einzigen 3D-Druckvorgang gefertigt. "Air Dog ist ein perfektes Beispiel dafür, wie der 3D-Druck Erfindern Möglichkeiten eröffnet, ihre Ideen schnell und effizient in voll funktionstüchtige Modelle umzusetzen", sagt Andy Middleton, Senior Vice President und General Manager EMEA bei Stratasys. "In diesem Fall haben unsere beiden Kerntechnologien entscheidend zur Produktion einer voll funktionalen Drohne und des zugehörigen Ortungssystems beigetragen. Mit Ausnahme der fortschrittlichen Sensortechnologie wurden beide Bauteile komplett im 3D-Druckverfahren hergestellt."

Eine von Stratasys 3D-gedruckte Version des Air Dog wird diesen Monat in den USA vorgestellt. Auf ihrer monatelangen Promotionstour möchte die Geschäftsführung von Helico das Interesse der Zielgruppe aus dem Extremsportbereich wecken. Bei erfolgversprechenden Eindrücken und abhängig von vertraglichen Absprachen mit einschlägigen Herstellern, sieht Helico eine Markteinführung des Air Dog für Ende Oktober 2014 vor. (jup)

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