Lehčí drony, vyšší výkon: technologie MJF mění konstrukci UAV

Společnost Blueflite je technologický startup zaměřený na vývoj autonomních bezpilotních letounů (UAV) pro rychlou přepravu zásilek na střední vzdálenosti. Působí v segmentu last mile delivery, který dynamicky roste, a spolupracuje s globálními hráči, jako jsou Google nebo Amazon.

Jedním z klíčových konstrukčních požadavků v této oblasti je minimalizace hmotnosti při současném zachování pevnosti a strukturální integrity. Právě zde se ukazuje zásadní přínos průmyslového 3D tisku, který umožňuje optimalizovat geometrii dílů způsobem, jaký je u tradičních technologií obtížně dosažitelný.

Výzva: snížit hmotnost bez ztráty pevnosti

Vývoj UAV systémů vyžaduje neustálé konstrukční úpravy a rychlé ověřování funkčnosti. Každý gram hmotnosti navíc má přímý dopad na dolet, výdrž baterie i nosnost letounu. Blueflite proto hledala řešení, které umožní nejen zrychlit vývoj, ale především optimalizovat konstrukci dílů z hlediska hmotnosti.

Tradiční výrobní metody, jako je obrábění nebo vstřikování plastů, se v tomto kontextu ukázaly jako limitující. Výroba forem je nákladná a časově náročná, a navíc omezuje konstrukční svobodu – což komplikuje dosažení ideálního poměru mezi hmotností a pevností.

Řešení: HP Multi Jet Fusion a konstrukční optimalizace

Blueflite proto nasadila technologii HP Multi Jet Fusion jako hlavní výrobní platformu. Produkce probíhá na systému HP Jet Fusion 5600 s tiskovou plochou přibližně 380 × 284 × 380 mm, což umožňuje efektivní výrobu funkčních dílů v jedné dávce.

Klíčovým přínosem této technologie je schopnost vyrábět komplexní, topologicky optimalizované geometrie, které snižují hmotnost dílů bez negativního dopadu na jejich mechanické vlastnosti. Díky izotropní pevnosti materiálu lze tyto díly využívat nejen pro prototypování, ale i pro reálné nasazení v UAV.

V praxi se jedná zejména o konstrukční části draku, kryty elektroniky nebo aerodynamické prvky, kde je kombinace nízké hmotnosti a pevnosti naprosto zásadní.

Materiál PA12: stabilní vlastnosti v reálném provozu

Použitý materiál HP 3D High Reusability PA12 poskytuje velmi dobrý poměr pevnosti a hmotnosti, což je pro letecké aplikace klíčové. Díky nízké hygroskopicitě si materiál zachovává stabilní vlastnosti i v proměnlivých podmínkách, což je důležité při provozu UAV v různých prostředích.

Zároveň nabízí dostatečnou houževnatost a odolnost vůči mechanickému zatížení, takže je vhodný nejen pro testování, ale i pro finální použití komponent.

Povrchová úprava a aerodynamika

Další optimalizace probíhá pomocí chemického vyhlazování povrchu. Tento proces uzavírá mikropóry materiálu a zlepšuje jeho homogenitu. Výsledkem je nejen vyšší odolnost vůči vnějším vlivům, ale také lepší aerodynamické vlastnosti, které opět přispívají k efektivitě letu.

Proč MJF dává smysl i ve srovnání s jinými technologiemi

Ve srovnání s konvenční výrobou umožňuje MJF okamžité konstrukční úpravy bez nutnosti výroby forem. To výrazně zrychluje vývoj a zároveň otevírá prostor pro optimalizaci hmotnosti.

Oproti jiným 3D tiskovým technologiím pak MJF vyniká především v konzistenci mechanických vlastností a kvalitě povrchu. Díky tomu lze vyrábět díly, které splňují náročné požadavky na funkčnost i opakovatelnost – což je pro aerospace aplikace zásadní.

Měřitelné přínosy: lehčí díly, vyšší výkon

Nasazení technologie HP Multi Jet Fusion přineslo společnosti Blueflite konkrétní výsledky. Konstrukční iterace probíhají v řádu jednotek cyklů během krátké doby a příprava tiskové úlohy trvá jen několik minut.

Nejdůležitějším přínosem je však možnost snížit hmotnost vybraných komponent až o 25 %, aniž by došlo ke snížení jejich pevnosti nebo funkčnosti. To se přímo promítá do lepšího výkonu UAV – delšího doletu, delší výdrže letu nebo vyšší nosnosti.

“Blueflite je jedním z průkopníků, ale i lídrů v oblasti tzv. last mile delivery, která zažívá velký boom. Využití naší technologie MJF umožnilo optimalizovat design jednotlivých dílů s cílem redukce hmotnosti při zachování strukturální integrity letounu. To umožnilo prodloužit dolet, čas letu nebo zvýšit hmotnost nákladu, což jsou klíčové charakteristiky. Začali jsme s cca 30 díly, aktuálně jich máme více než 60 na každém letounu.”
 

Petr Bártek, 3D Printing Application Engineer CEE/MEMA, HP

Aditivní výroba jako konkurenční výhoda

Případ Blueflite jasně ukazuje, že aditivní výroba dnes není jen nástrojem pro prototypování, ale plnohodnotnou výrobní technologií. Schopnost optimalizovat konstrukci s ohledem na hmotnost a současně zachovat mechanickou integritu představuje zásadní konkurenční výhodu.

Právě tato kombinace umožňuje firmám vyvíjet efektivnější, výkonnější a lépe škálovatelné produkty.

Chcete snížit hmotnost vašich dílů?

Zajímá vás, jak může technologie HP Multi Jet Fusion pomoci optimalizovat vaše komponenty z hlediska hmotnosti i pevnosti?

Kontaktujte nás pro nezávaznou konzultaci nebo si domluvte demo tisk na vašem konkrétním dílu.