Drony na vzestupu: Jak 3D tisk mění obranný průmysl a průmysl civilní

Drony už dávno nejsou jen hračkou pro nadšence. S rozvojem aditivních technologií se stávají klíčovou technologií pro obranu, průmysl i logistiku. Rychlý vývoj dronů přináší celou řadu nových možností – od alternativ k tradičním ohňostrojům, přes inspekce těžko dostupných míst, až po ochranu zvířat před pytláky.

Oblast dronů je v současnosti jedním z nejdynamičtěji se rozvíjejících odvětví. Hnací silou jsou jak civilní, tak obranné potřeby. V průmyslu nacházejí drony uplatnění například při inspekci větrných elektráren nebo jiných obtížně přístupných lokalit. Uplatňují se také při monitoringu rozsáhlých ploch, v bezpečnostních systémech či v zábavním průmyslu – například ve formě rojů nahrazujících ohňostroje. V některých státech USA se již testuje doručování jídel pomocí dronů na tzv. „poslední míli“.

V obranném průmyslu je vývoj dronů výrazně urychlován geopolitickou situací a probíhajícími konflikty, které ukazují, jak rychle se mění potřeby a jak zásadní je schopnost adaptability.
 

Proč 3D tisk místo tradičních metod?

Ve srovnání s tradičními výrobními metodami, jako je laminace či frézování, přináší 3D tisk celou řadu výhod, které jsou pro vývoj a výrobu dronů zásadní. Především odpadá nutnost nákladných forem a nástrojů, což výrazně snižuje čas i cenu výroby prototypů, malých i velkých sérií. Díly lze navrhnout a vyrobit v jednom kroku s integrovanými funkcemi, čímž se snižuje počet spojů, hmotnost i riziko poruchy. Aditivní výroba také umožňuje optimalizaci geometrie pro maximální pevnost a minimální hmotnost – přesně to, co bezpilotní letouny (UAV) potřebují. Oproti konvenčním technologiím navíc dokáže pružně reagovat na průběžné změny designu, což je u UAV klíčové.

Neméně důležitá je i dostupnost kvalifikované pracovní síly. Konvenční výroba vyžaduje manuální práci a zkušené řemeslníky, kteří jsou na trhu – zejména v České republice – stále nedostatkoví. Aditivní technologie tento problém z velké části řeší: procesy jsou více automatizované, méně závislé na lidském faktoru a umožňují škálovat výrobu i s omezeným počtem pracovníků.
 

Pilíře moderních dronů

Na drony jsou kladeny vysoké nároky zejména v těchto oblastech:

• výkon, úzce spojený s odlehčením konstrukce,
• izotropní pevnost, tedy stejná pevnost ve všech směrech,
• spolehlivost,
• schopnost fungovat v náročných podmínkách,
• svoboda designu umožňující reagovat na stále nové požadavky.

Klíčovým parametrem výkonu dronů je jejich dolet – zvýšení efektivity o 10–20 % může zásadně rozšířit jejich operační dosah.

Tyto požadavky zároveň znamenají i vysoké nároky na výrobu. Aditivní technologie – například Multi Jet Fusion (MJF) od společnosti HP – nabízejí výhodu designové svobody, rychlého prototypování a sériové výroby.

„U dronu o rozměrech 2×2 metry dokážeme pomocí technologie HP Multi Jet Fusion vytisknout trup s tloušťkou stěn zhruba jako několik listů papíru. Přitom je dostatečně pevný, aby vydržel náročné podmínky v Africe, kde drony monitorují zvířata proti pytláctví.“

Gino Balistreri, Unmanned Systems Leader, HP

Modulární, mobilní a decentralizovaná výroba

Obranný sektor prochází zásadní změnou strategie. Zatímco dříve byl kladen důraz na centralizovanou výrobu, dnes se trend posouvá k regionální a distribuované výrobě. Aditivní technologie jsou pro tyto účely ideální – jsou mobilní, flexibilní a umožňují vysoký stupeň přizpůsobení. Díky tomu není problém provádět rychlé opravy v terénu ani vyrábět specifické, zakázkové prvky, například mřížky helem.

Náhradní díly pro starší techniku lze také snadno tisknout bez složité přípravy forem, což celý proces údržby výrazně zefektivňuje.

Modulární konstrukce dronů navíc umožňuje měnit jednotlivé segmenty podle potřeby a vytvářet tak zařízení s odlišným účelem. Jeden dron proto nemusí plnit pouze jednu roli.

S rostoucím důrazem na decentralizovanou výrobu zároveň narůstá potřeba ochrany výrobních dat. Díky zabezpečeným výrobním platformám je možné posílat návrhy smluvním výrobcům, aniž by byl odhalen samotný design.
 

Role HP a partnerů: inovace na míru

Společnost HP zaznamenala rostoucí poptávku po 3D tištěných komponentech technologií Multi Jet Fusion pro drony již před několika lety. V reakci na zájem zákazníků vznikl tým HP Drones, který sdružuje segmentové manažery, aplikační inženýry, designéry i marketingové specialisty. Cílem není pouze rozvíjet samotnou technologii, ale také přizpůsobovat aplikace konkrétním požadavkům trhu.

„Společně s našimi partnery, jako je 3Dees Industries, pracujeme na tom, aby se možnosti technologie Multi Jet Fusion dostaly do širšího povědomí. Proto považujeme akce jako IDET za důležité. Díky našemu partnerství máme také jistotu, že naše tiskárny obsluhují dobře vyškolení odborníci.“

Gino Balistreri, Unmanned Systems Leader, HP
 

Létající budoucnost

Budoucnost dronů bude charakterizována rostoucí autonomií, modularitou a decentralizovanou výrobou. 3D tisk se bude stále více uplatňovat nejen v prototypování, ale také při výrobě finálních komponent, a to díky své schopnosti rychle reagovat na změny a aktuální potřeby.

Drony jsou odrazem rychlosti technologického pokroku a zároveň důkazem, že aditivní výroba a chytrá partnerství dokážou přinášet inovace – nejen v laboratořích, ale i v reálném světě.