Drony na vzostupe: Ako 3D tlač mení obranu a priemysel

Drony už nie sú len hračkou pre nadšencov. S rozvojom aditívnych technológií sa stávajú kľúčovou technológiou pre obranu, priemysel a logistiku. Rýchly vývoj dronov prináša celý rad nových možností - od alternatív k tradičným ohňostrojom, cez kontrolu ťažko dostupných miest až po ochranu zvierat pred pytliakmi.

Odvetvie dronov je v súčasnosti jedným z najdynamickejšie sa rozvíjajúcich odvetví, ktoré je poháňané potrebami civilného aj obranného sektora. V priemysle nachádzajú drony uplatnenie napríklad pri kontrole veterných elektrární alebo iných ťažko dostupných miest. Využívajú sa aj pri monitorovaní veľkých plôch, v bezpečnostných systémoch alebo v zábavnom priemysle - napríklad vo forme rojov nahrádzajúcich ohňostroje. Niektoré štáty USA už testujú používanie dronov na doručovanie potravín na tzv. poslednú míľu.

V obrannom priemysle vývoj bezpilotných lietadiel výrazne urýchľuje geopolitická situácia a prebiehajúce konflikty, čo ukazuje, ako rýchlo sa menia potreby a aká kľúčová je prispôsobivosť.

Prečo 3D tlač namiesto tradičných metód?

V porovnaní s tradičnými výrobnými metódami, ako je laminovanie alebo frézovanie, prináša 3D tlač množstvo výhod, ktoré sú pre vývoj a výrobu dronov nevyhnutné. Predovšetkým odpadá potreba drahých foriem a nástrojov, čo výrazne skracuje čas a náklady na výrobu prototypov, a to tak malých, ako aj veľkých sérií. Súčasti možno navrhnúť a vyrobiť v jednom kroku s integrovanými funkciami, čím sa znižuje počet spojov, hmotnosť a riziko poruchy. Aditívna výroba umožňuje aj optimalizáciu geometrie na dosiahnutie maximálnej pevnosti a minimálnej hmotnosti - presne to, čo bezpilotné lietadlá (UAV) potrebujú. Okrem toho v porovnaní s konvenčnými technológiami dokáže pružne reagovať na priebežné zmeny konštrukcie, čo je pre bezpilotné lietadlá kľúčové.

Rovnako dôležitá je dostupnosť kvalifikovanej pracovnej sily. Konvenčná výroba si vyžaduje manuálnu prácu a kvalifikovaných remeselníkov, ktorých je na trhu - najmä v Českej republike - stále málo. Aditívne technológie tento problém do značnej miery riešia: procesy sú viac automatizované, menej závislé od ľudského faktora a umožňujú rozšíriť výrobu aj s obmedzeným počtom pracovníkov.

Piliere moderných dronov

Na bezpilotné lietadlá sa kladú vysoké nároky najmä v nasledujúcich oblastiach:

• výkon, ktorý úzko súvisí s ľahkosťou konštrukcie,
• izotropná pevnosť, t. j. rovnaká pevnosť vo všetkých smeroch,
• spoľahlivosť,
• schopnosť pracovať v náročných podmienkach,
• voľnosť konštrukcie, ktorá reaguje na stále nové požiadavky.

Kľúčovým parametrom výkonnosti bezpilotných lietadiel je ich dolet - zvýšenie účinnosti o 10 - 20 % môže výrazne predĺžiť ich operačný dosah.

Tieto požiadavky znamenajú aj vysoké nároky na výrobu. Aditívne technológie - ako napríklad Multi Jet Fusion (MJF) spoločnosti HP - ponúkajú výhodu slobody dizajnu, rýchlej výroby prototypov a hromadnej výroby.

"Pre dron s rozmermi 2 × 2 metre môžeme pomocou technológie HP Multi Jet Fusion vytlačiť trup s hrúbkou steny približne ako niekoľko listov papiera. Pritom je dostatočne pevný, aby odolal drsným podmienkam v Afrike, kde drony monitorujú zvieratá proti pytliactvu."

Gino Balistreri, vedúci oddelenia bezpilotných systémov, HP

Modulárna, mobilná a decentralizovaná výroba

Obranný sektor prechádza zásadnou zmenou stratégie. Kým predtým sa kládol dôraz na centralizovanú výrobu, dnes sa trend presúva na regionálnu a distribuovanú výrobu. Aditívne technológie sú na tieto účely ideálne - sú mobilné, flexibilné a umožňujú vysoký stupeň prispôsobenia. Vďaka tomu je možné ľahko vykonávať rýchle opravy v teréne alebo vyrábať špecifické prvky na mieru, napríklad mriežky na prilby.

Náhradné diely pre staršie zariadenia možno tiež ľahko vytlačiť bez zložitej prípravy foriem, čím sa celý proces údržby výrazne zefektívni.

Modulárna konštrukcia dronov navyše umožňuje meniť jednotlivé segmenty podľa potreby a vytvárať tak zariadenia s rôznym účelom. Jeden dron teda nemusí plniť len jednu úlohu.

S rastúcim dôrazom na decentralizovanú výrobu sa zároveň zvyšuje potreba ochrany výrobných údajov. Zabezpečené výrobné platformy umožňujú posielať návrhy zmluvným výrobcom bez toho, aby bol vystavený samotný návrh.

Úloha spoločnosti HP a partnerov: inovácie na mieru

Spoločnosť HP si pred niekoľkými rokmi všimla rastúci dopyt po 3D tlačených komponentoch pomocou technológie Multi Jet Fusion pre drony . V reakcii na záujem zákazníkov vznikol tím HP Drones, ktorý združuje manažérov segmentu, aplikačných inžinierov, dizajnérov a marketingových špecialistov. Cieľom je nielen vývoj samotnej technológie, ale aj prispôsobenie aplikácií konkrétnym požiadavkám trhu.

"Spolu s našimi partnermi, ako je napríklad spoločnosť 3Dees Industries, pracujeme na tom, aby sme možnosti technológie Multi Jet Fusion priblížili širšiemu publiku. Preto považujeme podujatia, ako je IDET, za dôležité. Vďaka nášmu partnerstvu máme tiež istotu, že naše tlačiarne obsluhujú dobre vyškolení odborníci."

GinoBalistreri, vedúci oddelenia bezobslužných systémov, HP

Lietanie v budúcnosti

Budúcnosť bezpilotných lietadiel bude charakterizovaná rastúcou autonómiou, modularitou a decentralizovanou výrobou. 3D tlač sa bude čoraz viac uplatňovať nielen pri tvorbe prototypov, ale aj pri výrobe finálnych komponentov, a to vďaka svojej schopnosti rýchlo reagovať na zmeny a aktuálne potreby.

Drony sú odrazom rýchlosti technologického pokroku a dôkazom toho, že aditívna výroba a inteligentné partnerstvá môžu priniesť inovácie - nielen v laboratóriu, ale aj v reálnom svete.