Additive Fertigung Maßgefertigte Drohnen mit dem 3D-Drucker entwickeln

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Drohnen müssen je nach Einsatzgebiet unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden. Für die meisten Drohnen werden Bauteile aus der Massenproduktion verwendet. Mit dem 3D-Druck lassen sich Drohnenteile einfach und kostengünstig herstellen.

Naturkatastrophen, gesunkene Schiffe oder militärische Einsätze: Es ist ziemlich wahrscheinlich, dass einige der Bilder von Drohnen stammen. Doch Drohnen werden nicht ausschließlich für die Aufnahme von Bildern genutzt.

Die technischen Helfer können die zu erwartende Lufttemperatur oder Wetterbedingung bestimmen, Aufnahmen von schwer zu erreichenden Orten machen oder Lasten transportieren. Je nach Einsatzgebiet müssen die Drohnen unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden. So verändern sich die Art der Kamera oder die Befestigung der Nutzlast. Allerdings werden für die meisten Drohnen Bauteile aus der Massenproduktion verwendet. Wegen dieser vorgegebenen Teile wird das volle Potenzial der Drohnen oft nicht erreicht. Mit dem 3D-Druck lassen sich Drohnenteile einfach und kostengünstig an die verschiedensten Herausforderungen anpassen.

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Auf alle Anforderungen abgestimmt

Das Grundprinzip von Drohnen ist einfach erklärt: Sie verfügen über Propeller, mit denen sie angetrieben werden, und die sie in der Luft halten. Steuern lässt sich die Drohne von einem Computer oder einem Joystick – je nach Ausstattung verfügt die Drohne über einen GPS-Sensor zur Ortung oder Kameras zum Filmen. Dank verschiedener Sensoren kann die Drohne unbemannt ihre Aufgaben übernehmen. Doch die Konzeption des Luftfahrzeugs ist sehr komplex.

Bereits die Positionierung einzelner Bestandteile bestimmt ihre Leistungsfähigkeit. Wenn beispielsweise GPS und Antenne in die richtige Position gebracht werden, bedeutet dies eine größere Reichweite und eine höhere Übertragungsqualität. Um ihre Aufgabe bestmöglich zu erfüllen, besser zu navigieren oder länger fliegen zu können, muss das unbemannte Luftfahrzeug mit den möglichen Gadgets und Technologien auf die speziellen Anforderungen abgestimmt werden.

Komplexe Formen ohne zusätzliche Stützstrukturen additiv fertigen

Um für den spezifischen Einsatz perfekt ausgestattet zu sein, nutzt der Drohnenhersteller Nextech den SLS 3D-Druck für das Design seiner Drohnen. In einem CAD-Programm designt, können hier einfach und flexibel Veränderungen vorgenommen werden. Die digitalen Daten werden in eine Druckdatei umgewandelt und direkt an den 3D-Drucker weitergeleitet. Beim SLS-3D-Druck schmilzt ein Laser ein pulverisiertes Kunststoffmaterial, beispielsweise Nylonpulver, exakt an den vordefinierten Punkten in der Druckkammer. So können komplexe Formen ohne zusätzliche Stützstrukturen gedruckt werden. Gleichzeitig wird ein ähnliches Gewicht wie bei den späteren Endverbrauchsteilen aus Kohlefaser erreicht.

Mit 3D-Druck komplexe Formen erstellen und verschiedene Versionen ausprobieren

Mit dem additiven Druckverfahren werden Prototypen gedruckt, die Funktionstests unterzogen und wenn nötig angepasst werden. Das ist praktisch, wenn sich beispielsweise das Gewicht oder die Umgebung der Drohne verändert. Jede Veränderung hat eine Auswirkung auf die Gesamtkonstruktion. In einem herkömmlichen Verfahren mit externen Dienstleistern wäre es für Nextech sehr teuer Prototypen für einzelne Entwicklungsschritte herzustellen – bevor das Unternehmen überhaupt weiß, ob die Anpassung notwendig ist. Die Entwicklung anhand von Prototypen ist jedoch wichtig, damit jede Drohne optimal auf ihr Einsatzgebiet angepasst ist. Mit dem additiven Verfahren kann das Team von Nextech komplexe Formen erstellen und verschiedene Versionen ausprobieren. Sollte sich die Anforderung ändern, kann mit geringem Aufwand ein neues Design gedruckt und getestet werden.

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