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La tecnologia SLS di XYZprinting: una scelta ideale per la produzione di droni

Pubblicato il 14 Novembre 2022 da Nunzia A.
XYZPrinting

TEKEVER è un’azienda portoghese che progetta e produce droni di sorveglianza marittima per i settori della difesa e della sicurezza. Dal 2001 sviluppa sistemi aerei senza pilota (UAS – Unmanned Aerial Systems) e offre una gamma di tre prodotti, AR3, AR4 e AR5. L’AR4 è di particolare interesse per noi perché comprende un componente stampato in 3D con una stampante SLS di XYZprinting. Utilizzando la stampante 3D MfgPro230 xS, l’azienda è stata in grado di progettare il corpo della torretta del suo drone con costi e tempi di consegna ridotti, rispettando i requisiti meccanici e le proprietà del pezzo.

Lo sviluppo dei droni ha una serie di vincoli: i suoi componenti devono essere forti e resistenti agli urti, ma anche leggeri e rigidi per garantire prestazioni migliori. L’utilizzo della produzione additiva per produrre questi componenti contribuisce a soddisfare questi requisiti, la tecnologia è di fatti già ben collaudata nell’industria aerospaziale. Utilizzando solo il materiale necessario e quello giusto, è in grado di ottimizzare il rapporto peso/resistenza di un pezzo riducendo i tempi di produzione. Questo è uno dei motivi che hanno spinto TEKEVER a interessarsi alle tecnologie 3D. Inizialmente si è rivolta alla Modellazione a Deposizione Fusa (FDM), ma il processo presentava alcune limitazioni che l’hanno portata a testare altre tecnologie. Alla fine hanno optato per una soluzione di Sinterizzazione Laser Selettiva (SLS) di XYZprinting.

Il corpo della torretta modellato in 3D (crediti fotografici: XYZprinting)

Dalla tecnologia FDM alla SLS

L’obiettivo di TEKEVER era valutare l’idoneità della tecnologia SLS in termini di qualità della superficie e resistenza. A tal fine, ha deciso di produrre il corpo della torretta del suo drone AR4. Si tratta di un componente dalla forma molto complessa, con pareti sottili e spesse, piccoli fori e bordi arrotondati. L’azienda lo ha stampato in 3D su una macchina FDM, utilizzando l’ULTEM, una termoplastica ad alte prestazioni nota per il suo elevato rapporto peso/resistenza. Uno dei vincoli di questo processo è la generazione di supporti di stampa, che comporta un maggiore consumo di materiale e influisce sulla qualità finale del pezzo. Poiché la SLS non necessita di supporti, era una buona alternativa all’FDM.

Oltre a questo vincolo, era necessario mantenere la leggerezza del pezzo, ottimizzare il tempo di stampa e avere un pezzo resistente all’acqua. Tre criteri che sono stati soddisfatti grazie alla soluzione di XYZprinting.

La tecnologia SLS di XYZprinting soddisfa le esigenze dell’industria

L’AR4 UAV è un drone per applicazioni militari e commerciali che richiedono un rapido dispiegamento mobile. Il sistema deve essere il più leggero possibile per spostarsi al meglio. Per ridurre al minimo il peso del componente, è necessario ridurre la quantità di materiale e quindi giocare sul riempimento del pezzo. Con la tecnologia SLS, se l’oggetto ha una geometria chiusa, è necessario aggiungere dei fori di evacuazione in modo che la polvere non sinterizzata possa essere evacuata dall’interno. In tal caso si può modificare il design del pezzo stesso o utilizzare un software specifico per modificare la geometria del riempimento. TEKEVER ha aggiunto dei fori di drenaggio e ha scavato il pezzo per ridurne il peso.

Oltre alla progettazione del pezzo, è stato necessario ottimizzare anche il tempo di stampa di questo. Il processo SLS è ideale per questo scopo, in quanto consente di impilare diversi pezzi l’uno sull’altro, in modo che l’azienda possa produrre più componenti contemporaneamente in un unico ciclo di stampa. La stampante 3D MfgPro230 xS offre una maggiore ripetibilità e un volume di 230 x 230 x 230 mm, che consente molteplici iterazioni. A titolo di confronto, per stampare un pezzo su una stampante 3D FDM occorrerebbero circa 16 ore, mentre su MfgPro230 xS ne basterebbero 10,5. Se si realizzano 4 componenti su una macchina FDM, è necessario moltiplicare il tempo di stampa per 4, ovvero 64 ore, mentre sulla macchina SLS si tratta di 18 ore e 15 minuti.

Componenti stampati in 3D (crediti fotografici: XYZprinting)

Infine, il drone AR4 è una soluzione di sorveglianza marittima che passa regolarmente sopra gli oceani ed è esposto ad alti livelli di umidità. I suoi componenti devono quindi essere resistenti all’acqua. Il corpo della torretta doveva essere stampato in 3D con un materiale a basso assorbimento di acqua e umidità. XYZprinting ha sviluppato così un Nylon 12 che soddisfa questi requisiti. Il sistema sPro12w si distingue per la buona resistenza chimica, il basso assorbimento di umidità e l’eccellente risoluzione superficiale. Si è dimostrato quindi un materiale perfetto per le esigenze di TEKEVER.

Dei risultati soddisfacenti

La stampante MfgPro230 xS si è rivelata quindi la scelta ideale per la produzione delle parti dell’UAV AR4. Grazie al volume della macchina e al materiale utilizzato, il team di TEKEVER può ottimizzare i tempi di stampa e produrre componenti di migliore qualità. L’azienda conclude: “Il team di XYZprinting ha fornito un eccellente supporto al cliente, aiutandoci nell’intero processo di stampa di questo pezzo, dalla scelta corretta del materiale all’orientamento corretto per ottenere risultati ottimali, eliminando ogni dubbio sorto.”

Per saperne di più sulla stampante 3D SLS di XYZprinting, fai clic QUI.

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