3Dプリントで超リアルなハヤブサ型ドローンを製作

2023年3月8日、アンタークティックベアは、オランダのテクノロジー企業The Drone Bird Companyが3Dプリント技術を使用してハヤブサの形をしたドローンを製造していることを知りました。同社は、3D プリンターメーカーの EOS、EOS の子会社である Advanced Laser Materials (ALM)、AM サービスプロバイダーの Parts on Demand と提携し、AM テクノロジーと関連する専門知識を適用して、納期の短縮、生産コストの削減、設計の汎用性の向上を実現しています。

EOS の選択的レーザー焼結 (SLS) 技術と ALM の PA 640-GSL 軽量カーボン材料を組み合わせることで、ドローンの胴体やさまざまなカバーを 3D プリントできます。今回製作した鳥型ドローンは「Drone Bird」と呼ばれ、猛禽類の姿勢を正確に模倣することができ、主に農業や航空など複数の産業で活用される。ドローンバード社のCEO、ヤン・ウィレム・ファン・デン・エイケ氏は、付加製造技術のおかげで同社は市場の最前線に立つことができたと語った。この技術により、同社は生産の柔軟性を獲得し、より迅速に設計を変更できるようになり、ドローンの開発も加速する。

●ドローンの主な応用分野は航空業界です。連邦航空協会（FAA）によると、鳥との衝突や鳥による妨害による損害は年間最大50億ドルに上り、2021年だけでも1万5,400件の事故が発生している。ドローンによる鷹狩りのリアルさにより、こうしたタイプの事故の頻度が減り、野生動物や鳥が空港に飛来するのを阻止できる可能性がある。開発されたドローンは非常にリアルなので、鳥は不快感を覚えるのではなく本能的に反応し、鳥の形をしたドローンは特定の場所で長期的な鳥の制御を行うことができます。

農業はこれらのドローンが使用されるもう一つの重要な分野です。毎年、鳥はオランダの農業に9,000万ユーロ以上の損失をもたらしています。ドローンには鳥の群れを阻止する能力があるため、農業従事者にとって特に魅力的である。さらに、鳥の形をしたドローンに高解像度カメラを追加することで、家畜の状態を評価したり、捕食動物を阻止したり、灌漑システムを遠隔で検査したりすることもできます。

△ハヤブサ型ドローンのイメージ図。写真提供：The Drone Bird Company。

AMによる開発と生産の最適化
Drone Bird はもともとグラスファイバーとエポキシ樹脂から手作りされていました。ドローンの初期の製造と生産の過程では、プロセスが著しく非効率になり、利益が減少しました。そのため、生産プロセスを最適化するために、Parts on Demand と ALM は提携し、積層造形と熱可塑性ラピッドプロトタイピング (RP) の研究開発における専門知識を提供しています。

ALM PA 640-GSL は、3D プリント部品の製造を目的とした PA 12 をベースにした炭素繊維とガラス充填材料です。この材料は、高い強度と剛性、高い熱安定性、浮力を備えており、ビルドあたりの材料を平均 10% 削減します。その結果、3D プリントされたコンポーネントは、厳しい天候や環境条件に耐えられるほど耐久性があるだけでなく、構築ごとに必要な材料が少なくなるため、製造コストも低くなります。

ALM PA 640-GSL と EOS P 396 SLS 3D プリンターを組み合わせることで、Drone Bird Company は開発段階をスピードアップし、より精度の高い部品を製造できるようになりました。実際、部品の製造とテストのスピードが速いため、コンポーネントのプロトタイプ作成が高速化しています。さらに、3D プリントを製造プロセスに統合することで、同社はさまざまな積層造形材料を検討およびテストできるようになり、形状、材料特性、壁の厚さに関する設計の自由度を維持しながら、製品の新たな課題に取り組み、斬新なアイデアを追求できるようになりました。

△EOS P 396系。写真提供：EOS。

3Dプリントドローン<br /> 商用ドローン業界は急速に成長しており、積層造形企業が参入できる貴重な市場です。たとえば、Drone Industry Insightsは、米国におけるドローン投資の総額が2020年の24億ドルから2021年には70億ドルへとほぼ3倍に増加したと指摘しています。

2021年、農業技術のスタートアップ企業Dragontechは、AM技術を使用して、農家が畑の問題を監視および検出できるようにするドローンベースのデータ収集プラットフォームの開発を開始しました。同社は、MakerBot 3D プリンターを使用して、システム統合プラットフォームを市販のドローンに接続するために使用できるコンポーネントを設計および試作しています。ドラゴンテックの創設者メル・ウィーティング氏は、ドローンにさまざまなセンサーを組み込み、誰でも使用できるすぐに使えるプラットフォームに統合できるようにしたいと語った。

2022年、イギリス空軍（RAF）は3Dプリントドローンを含む空襲部隊の開発を開始しました。弾薬を装備したこれらのドローンは、群れをなして配備され、指定された標的を破壊することができます。 400万ポンドをかけたこのプロジェクトでは、3Dプリントされた「ピズーキー」と呼ばれる2枚刃の装置も開発されたと報じられており、米海軍は、敵の防空網を混乱させる「大きな可能性」があるとしている。

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