增材制造策略改变无人机制造业

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           近日,由3DPrint.com与增材制造研究公司联合主办的UAS增材制造策略线上活动,汇聚了来自增材制造和无人机行业的领军企业,共同探讨行业面临的最大挑战之一:如何大规模制造无人机。包括EOS、HP、Prusa Research、Stratasys、Firestorm Labs、DrukArmy等公司以及美国陆军的代表,分享了他们对于增材制造如何塑造下一代无人机生产的见解。

      活动中反复出现的一个主题是:扩大无人机生产规模需要的不仅仅是增加更多打印机或生产更多零件。

     "无人机领域的领导者正在借鉴汽车行业的经验。他们研究汽车行业如何实现规模化、精度和可重复性,并思考如何将这些理念应用于无人机,"EOS聚合物业务发展经理David Krzeminski在活动主题演讲中表示。"规模化不仅仅是生产更多零件,它是多维度的。材料、软件、制造流程以及更广泛的生态系统,都需要协同工作来支持无人机生产。"

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在UAS Additive Strategies在线活动期间,EOS公司的David Krzeminski

        Prusa Research国防增材制造总监Kalani Ripley指出,桌面级3D打印机也在改变制造商对规模化生产的看法。"增材制造最大的优势之一就是灵活性。如果一台机器出现故障,你可以替换它并保持生产运行。制造商不必依赖单一的大型工业系统,而是可以根据需求增加5台、10台、20台甚至100台打印机。一台高端工业机器的成本,大约可以部署40台可用于生产的Prusa打印机。"随着无人机产量的增长,这一挑战变得更加紧迫。AM Research研究执行副总裁Scott Dunham表示,未来十年无人机产量预计将大幅增长,为增材制造创造新的机遇。"在UAS领域,今年大约生产1700万到1800万架无人机,这意味着近9亿个零件。我们预测未来十年这一数字将接近20亿个零件,"Dunham说。"地缘政治的紧迫性、供应链的脆弱性以及监管的不确定性,共同使增材制造比几年前更具吸引力。军事领域的应用正在将增材制造快速推入无人机市场的核心,这对商业领域也同样重要,因为它以全新的方式确立了增材制造的地位。"

       随着需求增长,与会专家一致认为,制造商需要能够跟上快速设计变更的生产方法。与传统制造工艺不同,3D打印允许公司快速更新设计,无需等待新模具,非常适合无人机生产。目前,它已被用于制造最终用途的机身、外壳、支架、导管、传感器支架、射频组件和轻量化结构件。

        HP无人系统应用工程师Emily Levin表示,公司已亲眼见证了这种转变:"我们很早就意识到增材制造将在无人机领域发挥关键作用,因此专门组建了UAS团队与行业紧密合作。如今,超过30家OEM厂商正在使用HP技术生产无人机,从最初将机身交到用户手中,到现在帮助制造商扩展到数万架无人机的规模。这不仅可能实现,而且在商业上是可行的。"这种快速增长也在改变无人机的开发方式。3DPrint.com与AM Research执行编辑兼咨询副总裁Joris Peels表示,该行业已超越简单的创新,进入快速产品开发阶段。

"乌克兰今年可能生产约800万架FPV无人机。成本已从约2000美元降至约180美元。这不仅仅是创新,而是产品开发。"Peels说。"我们看到无人机正在针对特定目标、特定范围和特定载荷进行开发。这是实时发生的产品开发和市场细分。"


      Dunham主持了一场关于战术无人机的小组讨论,他称其为"最相关的细分市场之一"。他询问小组成员,增材制造能为这类无人机提供什么或可能提供什么。"增材制造的所有优势都适用——快速迭代、任务特定载荷、轻量化结构、减少工装、降低传统工装成本,"Stratasys航空航天与国防全球总监Conrad Smith表示。美国陆军DEVCOM陆军研究实验室机械工程师James Humann谈到,他第一次认真使用增材制造是为了"让海军陆战队员用上四旋翼无人机"。

"将增材制造与无人机结合最有趣的结果是,我们向海军陆战队员展示了他们可以自己改装这些无人机,"Humann解释道。"我们从军事演习中很快获得反馈,他们可能需要更轻的载荷或其他需求。我们向他们展示了他们可以做到这一点——你可以制作一个简单的CAD文件,或者在Thingiverse等平台上找到现有的文件,我们可以教你如何打印,这样明天的下一次演习中,你就能拥有想要的改装无人机。"

      KrateoSky首席工业战略官Alexandre Donnadieu同意Smith的观点,特别强调迭代速度以及快速修改和调整无人机以适应需求的能力。"我认为增材制造最能发挥作用的领域是创新速度。在乌克兰,我看到大型地下工厂里摆满了不断运行的3D打印机。这非常令人兴奋。"由The Barnes Global Advisors战略与整合首席顾问Howie Marotto主持的战略无人机小组讨论了如何将无人机增材制造提升到新的规模化水平。

"这项应用已经从'哦,这很有趣'发展到'这种材料有这种能力,它适合生产中的哪个环节?'它必须经济实惠,并根据这种权衡进行设计,"通用原子航空系统公司增材与融合技术总监Steve Fournier表示。"如果增材制造不能服务于平台的使命,没有人会在意它。"

      Firestorm Labs联合创始人兼CTO Ian Muceus提到,要考虑增材制造如何改进已经很好的东西,比如碳纤维无人机框架。它本身已经足够坚固,但如果你折断一个机臂会怎样?该公司利用其DfAM和材料知识,创建了一个"偏移更多"的框架,最终比原来的碳纤维框架轻了约75克。GBI Group LLC首席执行官Neil Glazebrook表示,增材制造只是工具箱中的另一种工具,就像CNC加工一样,选择哪种技术往往取决于财务原因。他提到,在乌克兰战争开始时,真正看到了增材制造"接管无人机生产",我认为这对很多人来说都是如此。

      由PADT硬件销售与支持总监Dave Dietrich主持的最后一场小组讨论是关于前沿制造。DrukArmy首席执行官Jake Volnov向所有人展示了一个3D打印的无人机诱饵天线,这是一个完美的例子。

"你不能只是坐在办公室里凭空想象。你需要和战壕里的人交谈。"他说。

        Dietrich指出,乌克兰已成为快速创新和生产的现实实验室,他询问小组成员,鉴于这种情况,哪些制造实践应该重新考虑。所有额外的要求和规定真的有必要吗?有哪些捷径可走?

"我们看到了更多对工程演示和性能数据支持的需求,但由于这些是无人系统,其严格程度远低于试图将增材制造零件安装到商用飞机上,"与较高UAS组别的无人机合作过的JuggerBot 3D副总裁Dan Fernback说。"官僚主义并未完全消除,但已经使快速行动变得更容易。"

      Phillips Federal业务开发运营经理Spencer Koroly表示,对于较低的UAS组别,他们看到无人机电子设备的认证比3D打印机身的认证更多。"就纠正方向而言,我们看到的是我们正在慢慢向乌克兰的方向靠拢。制造适合任务、满足需求的东西,然后在机械部件上快速适应。但即使是MRO部件,联邦政府也在大力推动维修权。"Koroly说。"推动获取替换零件、让设备重新运转起来是巨大的动力,如果需要,我们可以在后端进行认证。"

      尽管讨论主要集中在国防领域,但演讲者同时强调,商业机会也在迅速扩大。AM Research高级研究分析师Matt Kremenetsky表示,一些最大的机会可能来自希望改善工人安全的行业。"到本十年末,无人机采用率的增长最强劲的领域可能是那些希望减少工人暴露在危险环境中的行业。"

    来源:中国3D打印网译文章!


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