Возможно ли печатать на 3D-принтере дроны для самых сложных задач?

Компания Angel Aerial Systems из г. Цинциннати (штат Огайо, США) является успешным примером того, как инновационное использование 3D-печати может способствовать запуску целого бизнеса. Данный стартап, основанный в 2022 году, сумел создать революционные дроны, способные находиться в воздухе до 2 часов, что в 3 – 6 раз превышает характеристики большинства коммерческих квадрокоптеров.

Этот важный проект не смог бы быть реализован без 3D-принтеров, в частности без промышленного флагмана бренда Prusa Pro HT90. «Мы спроектировали беспилотник с учетом возможностей HT90, чтобы минимизировать затраты и максимизировать производительность. Переход на литье под давлением увеличил бы вес изделий и себестоимость, что сделало бы проект нерентабельным», – говорит Уилл Хастинг, сооснователь и генеральный директор Angel Aerial Systems.

Содержание

• Преодоление критических ограничений времени полета
• Роль 3D-печати в производственном процессе
• Как 3D-принтеры Prusa Pro HT90 позволили производителю добиться успеха
• Преимущества Prusa Pro HT90 при производстве дронов
• Итоги: Цифры не врут

Преодоление критических ограничений времени полета

История Angel Aerial Systems начинается с конкретной задачи: найти решение проблемы короткой продолжительности полета беспилотников, используемых экстренными службами. В то время как продолжительность полета коммерческих дронов обычно составляет всего 20 – 40 минут, компания разработала уникальную технологию пропеллеров, которая позволяет ее дронам Trio находиться в полете до 2 часов на одном заряде батареи, что революционизирует работу дронов с точки зрения аэродинамикии.

По словам Уилла Хастинга,

«Наша миссия заключается в том, чтобы обеспечить правоохранительные органы, пожарные службы и поисково-спасательные команды постоянным воздушным наблюдением с помощью беспилотных летательных аппаратов, которые можно развертывать в полевых условиях и которые способны оставаться в воздухе непрерывно в течение продолжительного времени».

Trio – это первый коммерческий роторный БПЛА, способный взлетать и приземляться вертикально, а также стабильно зависать в воздухе до 2 часов.

Роль 3D-печати в производственном процессе

Для реализации этой идеи было чрезвычайно важно выбрать правильную технологию производства. Компания Angel Aerial Systems выбрала 3D-печать по ряду причин, которые лежат в основе ее сотрудничества с Prusa Research и использования парка принтеров Prusa Pro HT90.

Гендиректор Уилл Хастинг объясняет роль Prusa Pro HT90 в производственном цикле компании следующим образом:

«Мы постоянно балансируем между размером, весом, прочностью и термодинамическими характеристиками в условиях жестких сроков и высоких требований к надежности. Prusa HT90 позволяет нам быстро продвигаться в работе без ущерба для свойств материалов, производя готовые к полету детали, которые выдерживают суровые условия эксплуатации. Мы печатаем на Prusa HT90 весь наш БПЛА, включая крылья, конструкции винтов и многое другое».

Как 3D-принтеры Prusa Pro HT90 позволили производителю добиться успеха

• Дроны, способные находиться в воздухе до 2 часов:

Время полета БПЛА Trio от Angel Aerial Systems превышает эксплуатационные показатели стандартных коммерческих квадрокоптеров в 3 – 6 раз.

• Сокращение производственного цикла благодаря 3D-печати:

Принтер Prusa Pro HT90 позволяет печатать все элементы конструкции БПЛА (крылья, винты, рамы).

• Способность печатать детали аэрокосмического класса:

Камера с нагревом до 90°C, возможность использования высокопроизводительных материалов (PEEK-CF, ASA и т.д.) и стабильная надежность Prusa Pro HT90 гарантируют эффективную работу при выполнении критически важных задач.

• Скорость и более низкая себестоимость по сравнению с традиционной моделью производства:

3D-принтеры Prusa Pro HT90 работают в 3 – 4 раза быстрее по сравнению с принтерами предыдущего поколения, при этом отсутствует необходимость в дорогостоящем оборудовании, а также обеспечивается существенная экономия средств на прототипировании и производстве.

• Качество, готовое для эксплуатации в полевых условиях:

Точность размеров, повторяемость и качество поверхностей, напечатанных на Prusa Pro HT90, часто не отличаются от непечатных деталей, произведенных на специализированных производствах.

• Критический фактор рентабельности бизнеса:

Без доступной и высокопроизводительной 3D-печати компания Angel Aerial Systems не смогла бы поддерживать рентабельную бизнес-модель.

Компания начала работу с предшественниками Prusa Pro HT90 – Trilab DeltiQ 2 Plus та AzteQ, учитывая объем их печатной камеры, но настоящий прорыв произошел, когда она стала бета-партнером Prusa Pro HT90.

Гендиректор Angel Aerial Systems описывает преимущества сотрудничества в следующих словах:

«Мы эксплуатируем пять Prusa Pro HT90 и используем их чрезвычайно интенсивно. Они доказали свою надежность в течение тысяч часов работы. Приборы предсказуемы и стабильны, что крайне важно в производственной среде. Для критически важных компонентов дронов мы смогли достичь точности размеров и повторяемости, необходимых для использования в полевых условиях. Качество поверхности настолько высокое, что заказчики часто удивляются, узнав, что она напечатана на 3D-принтере».

Преимущества Prusa Pro HT90 при производстве дронов

Prusa Pro HT90 обладает рядом ключевых преимуществ, которые делают 3D-печать не только конкурентоспособной, но и, в данном конкретном случае, безусловно более надежной по сравнению с традиционными методами производства. Как объясняет г-н Хастинг,

«Мы используем горячую камеру для печати каждой детали, часто при температуре 90°C, что существенно улучшает прочность и жесткость. Для нас это не просто вопрос температуры плавления пластика, ведь фактически мы производим несущие аэрокосмические конструкции. Скорость печати – еще одно важное преимущество: Prusa Pro HT90 печатает в 3 – 4 раза быстрее, чем наши предыдущие 3D-принтеры AzteQ».

Доступ к высокоэффективным материалам, таким как PEEK-CF, также предоставил Angel Aerial Systems дополнительные возможности и сократил зависимость от внешних подрядчиков. Это позволило компании избежать аутсорсинга производства структурных деталей, включая те, которые в противном случае должны были бы изготавливаться из алюминия на станках с числовым программным управлением (CNC/ЧПУ).

Prusa Pro HT90 работает с широким спектром материалов, включая как версии с углеродным волокном, так и без него: PC, ASA, PA, PETG, PCTG и PP. Основным материалом для деталей без углеродного волокна является Prusament ASA. Представитель компании высоко ценит способность Prusa Pro HT90 качественно работать с современными материалами, ведь «после настройки принтер обеспечивает отличное сцепление слоев, термостойкость и точность размеров».

Итоги: Цифры не врут

Экономические преимущества 3D-печати также имеют решающее значение для Angel Aerial Systems. Гендиректор Хастинг описывает экономический эффект от использования 3D-печати следующими словами:

«Без доступной и высокопроизводительной 3D-печати мы бы даже не создали компанию. Мы выполнили сотни итераций дизайна, а при использовании традиционных технологий производства это заняло бы годы и стоило бы гораздо дороже. В качестве раннего примера, наш Trilab DeltiQ 2 стоимостью 4 тыс. долларов позволил нам сэкономить более 20 тыс. долларов на деталях от сервисного бюро в течение первого года эксплуатации».

Команда механиков компании напрямую управляет принтерами, а интерфейс и доступ к обслуживанию настолько интуитивно понятны, что их можно использовать в инженерной среде с минимальным обучением на ежедневной основе. Как подытоживает г-н Хастинг: «Учитывая возможности устройства, оно поражает своей доступностью».

Компания Angel Aerial Systems успешно доказала, что 3D-печать может быть основой не только для исследований и разработок, но и для фактического производства современных беспилотных летательных аппаратов. Для компаний, которые работают над собственными инженерными продуктами или ищут альтернативу традиционным методам производства, эта технология может стать практической основой для собственной модели ведения бизнеса. В нашем магазине, как авторизованного дистрибьютора Prusa в Украине, представлено оборудование и материалы, используемые в подобных производственных сценариях.

Вас также может заинтересовать:

12.02.2025

3D-принтеры PRUSA: история успеха легенды 3D-печати

10.06.2025

Как правильно обслуживать 3D-принтер

Команда Masteram