Nomad PrototypesはMSLA技術を使用して、従来のFDM技術よりも3倍の強度を持つドローン部品を印刷します。

この投稿は Bingdunxiong によって 2024-5-24 11:40 に最後に編集されました

南極のクマの紹介:無人航空機 (UAV) は、特に軍事用途において、積層造形の分野で常に大きな注目を集めてきました。新世代のフォトポリマー樹脂が大規模な3Dプリント技術に使用されており、軍事分野における3Dプリントドローンの現在の開発動向に変化をもたらす可能性があります。

△第一世代の樹脂製ドローンは組み立てられ、適合性がテストされ、その後サンドブラストで最終的なセラミックコーティング処理が施されます。
2024年5月24日、Antarctic Bearは、アラブ首長国連邦の企業であるNomad Prototypesが、低コストのマスクステレオリソグラフィー（MSLA）技術を使用して、Liqcreate StrongX樹脂を使用したクワッドコプタードローンの3Dプリントに成功したことを知りました。同社の創業者フィリップ・キーン氏は、マスクステレオリソグラフィーとデュアルキュア樹脂を組み合わせることで、従来の熱溶解積層法（FDM）技術よりもはるかに頑丈な3Dプリントドローンを製造できると考えている。

「小型マルチローターや趣味用の小型固定翼航空機であれば、フィラメント押し出しは問題ありませんが、プロ仕様の固定翼ドローンにスケールアップすると、大きな問題に直面することになります」とキーン氏は言います。「FDM は異方性のプリントを生成しますが、固定翼航空機の動的な力は非常に複雑なので、通常の押し出し技術では強度と重量の点で十分ではありません。ドローンを 3D プリントする最大の目的は重量を最小限に抑えることですが、異方性を補うために構造の壁に層を追加する傾向がある場合、グラスファイバーまたはカーボンファイバーを使用する方がよいという点にすぐに到達します。」

△nTopで設計されたドローンシェルは実験室のオーブンに置かれ、熱硬化されるところです
MSLA 3Dプリントドローンの開発

他の用途における繊維強化はコストがかかり、労働集約的である一方、ドローンの製造には 3D プリント技術の恩恵を受ける可能性があります。キーン氏はシンガポールの南洋理工大学で修士号を取得しながらドローンの研究を始め、過去10年間にわたり、FDMから選択的レーザー焼結法、マルチジェットフュージョンまで、ドローンの3Dプリントのさまざまな手法を研究してきました。

Nomad Prototypes を通じて、Keane はマスクステレオリソグラフィーを知りました。 Liqcreate Strong X は二重硬化樹脂であるため、最初に紫外線 (UV) で硬化し、次に熱で硬化して強度を高めます。その後、ドローンはサンドブラスト処理され、耐久性と紫外線耐性を高めるためにセラミックコーティングされます。キーン氏によれば、Strong X は市場で最も強力な樹脂の 1 つです。

「Liqcreate 樹脂と nTop ソフトウェアを使用することで、500 ミクロンという薄さの壁を作成することができました」と Keane 氏は語ります。「通常、薄い壁は樹脂印刷プロセス中に崩壊しますが、格子は印刷プロセス中に足場として機能します。つまり、Liqcreate がこれまで可能だと考えていたよりもはるかに薄い胴体構造を印刷できるのです。」

3Dプリントされたシェルに加え、ドローンには7000mAHのバッテリーが搭載されており、積載物なしで37分、500gの積載物で22分飛行することができます。ノマドは、固定翼の垂直離着陸（VTOL）機に改造できるモジュール式ドローンとなる第2世代モデルの開発を開始した。このドローンは、強くて柔軟な樹脂で作られ、薄くて軽くて耐久性があるように設計されたトポロジー最適化された翼を備えているが、これはFDMでは不可能だと同社は主張している。

△第2世代レジン製ドローンモデルのレンダリング
3Dプリントはドローンの設計を迅速に反復することを可能にする

第3世代ドローンは、高強度粒子の溶融粒子製造（FGF）3Dプリント技術を使用し、翼幅は3.2メートルに拡大されます。 UAE の企業は、MATLAB を使用して、固定翼航空機の形状を作成するためのカスタムサイズ設定アルゴリズムを開発しました。彼らは、より大きな FGF 航空機を製造する前に、第 2 世代の固定翼樹脂製ドローンを使用してアルゴリズムを検証する予定です。

「新しいペレットの中には、炭素繊維含有量が最大 50 パーセントという非常に高いものもあります」とキーン氏は説明します。「この高い炭素繊維含有量は、従来のフィラメント印刷技術では実現できません。フィラメントが硬すぎて簡単に壊れてしまうからです。そのため、これらのペレットを使用すると、通常の FDM フィラメントよりも 3 倍以上強度の高い部品を印刷でき、異方性による問題を軽減できます。高い構造強度を維持しながら、より薄い部品を効果的に印刷できるため、固定翼 UAV でのペレット材料の使用が可能になります。」

同社は、2024年5月27日にアブダビエネルギーセンターで開催されるUAE製造業コンペティションで自社の技術をさらに披露する予定だ。競争の結果にかかわらず、3Dプリントドローンをさまざまな分野で応用することは、将来の軍事発展における避けられないトレンドの1つであると思われます。

Nomad PrototypesはMSLA技術を使用して、従来のFDM技術よりも3倍の強度を持つドローン部品を印刷します。

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