El sector de los drones y UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) se ha convertido en una de las áreas en las que más nos estamos especializando en Additium3D.
El pasado mes de septiembre participamos en una feria especializada en drones y UAVs, donde presentamos nuestras capacidades para el diseño y la fabricación de componentes plásticos para UAVs mediante fabricación aditiva industrial.
Para la ocasión desarrollamos nuestros propios UAVs y preparamos un dossier técnico específico. Esto nos permite mostrar aplicaciones, piezas y soluciones reales sin depender de proyectos de clientes sujetos a confidencialidad.
Actualmente contamos con 7 programas UAV en marcha y una capacidad productiva de más de 1.500 m² de planta, más de 100 impresoras y cuatro tecnologías de fabricación aditiva: MJF, SLS, FDM y SLA.
¿Por qué la fabricación aditiva encaja especialmente bien en el sector UAV?
El desarrollo de un UAV exige algo más que fabricar una pieza resistente. Peso, geometría, tiempos de desarrollo, personalización y capacidad para modificar rápidamente el diseño son factores fundamentales.
La fabricación aditiva permite pasar directamente del archivo digital a la pieza, sin necesidad de desarrollar un molde para cada nueva geometría. Esto permite probar, validar, modificar y volver a fabricar en ciclos mucho más cortos.
En Additium3D trabajamos con primeras tandas que, dependiendo del proyecto, pueden fabricarse en 3-6 días. Esto permite realizar numerosas iteraciones durante el tiempo que otros procesos necesitan para desarrollar el utillaje inicial.
Pero la velocidad es solo una de sus ventajas. La fabricación aditiva permite también producir bajo demanda, evitar lotes mínimos, personalizar componentes y fabricar geometrías difíciles o directamente imposibles mediante procesos convencionales.
Fabricación de componentes plásticos para drones y UAVs
Trabajar con diferentes tecnologías nos permite abordar componentes muy distintos dentro de un mismo proyecto:
- Fuselajes y carenados.
- Carcasas y housings.
- Bastidores y componentes estructurales.
- Soportes para cámaras, sensores y electrónica.
- Alojamientos y sistemas de fijación.
- Componentes internos.
- Conductos y piezas con geometrías complejas.
- Functional prototypes.
- Utillajes y útiles de montaje.
- Series de componentes plásticos.
El objetivo no es imprimir en 3D una pieza que antes se fabricaba de otra manera sin modificarla. El verdadero potencial aparece cuando diseñamos pensando desde el principio en cómo se va a fabricar.
H-Wing: un UAV diseñado para fabricación aditiva desde el primer minuto
Para poder enseñar de forma abierta todo lo que podemos hacer en este sector, en agosto desarrollamos H-Wing, un UAV propio con sus componentes fabricados mediante tecnología MJF.
H-Wing no se planteó simplemente como un dron impreso en 3D. Se diseñó desde el principio pensando en las posibilidades y condicionantes de la fabricación aditiva.
Uno de los mejores ejemplos es su fuselaje.
Las paredes tienen espesores de apenas 0,5-0,7 mm. Si se observa una sección por separado, puede flexionar, deformarse y recuperar posteriormente su posición.
¿Cómo puede entonces formar parte de la estructura de un UAV?
Porque cada elemento cumple una función diferente. El Polyamide 12 aporta la geometría y sirve de soporte para los distintos componentes, cuyos alojamientos pueden integrarse directamente en el propio fuselaje. Las varillas de carbono y el montaje aportan posteriormente la rigidez necesaria al conjunto.
El resultado es una estructura en la que se utiliza solo el material necesario allí donde realmente hace falta.
Esta capacidad para trabajar con paredes de hasta 0,5 mm ha sido fabricada y verificada por el propio equipo de Additium3D.
Menos piezas gracias a la integración de funciones
Las fotografías de las piezas del H-Wing permiten apreciar otra de las ventajas de diseñar específicamente para MJF: muchos elementos que normalmente serían piezas independientes pueden formar parte directamente del fuselaje.
Alojamientos, pasacables, nervados y puntos de montaje se imprimen integrados en la propia geometría.
Esto permite reducir piezas independientes, tornillería y operaciones posteriores de montaje. El dossier del proyecto muestra precisamente cómo alojamientos, pasacables y nervado interno pueden salir formando parte de una misma pieza.
No se trata únicamente de aligerar una pieza. Se trata de rediseñar el conjunto para necesitar menos componentes.
Diseñar también pensando en cómo se va a producir
Otro de los aspectos interesantes del H-Wing es que el diseño no termina cuando conseguimos que el dron funcione.
También pensamos en cómo fabricar el mayor número posible de componentes en cada ciclo de producción.
Cada sección del H-Wing está diseñada teniendo en cuenta la cámara de fabricación de MJF, de 380 × 284 × 380 mm, permitiendo anidar unas piezas dentro de otras para aprovechar el volumen disponible.
El resultado es especialmente significativo: en una misma cuba podemos fabricar las referencias correspondientes a dos H-Wing completos.
Esto convierte el diseño de la pieza y la planificación de producción en dos partes del mismo proceso. No solo buscamos fabricar un componente que funcione; buscamos que pueda fabricarse de manera eficiente cuando el proyecto tenga que escalar.
MJF y FDM: cada pieza en la tecnología que necesita
En Additium3D no intentamos fabricar todo mediante una única tecnología. Trabajamos con MJF, SLS, FDM y SLA y seleccionamos el proceso en función de las necesidades reales de cada componente.
Dentro de nuestros proyectos UAV, MJF y FDM tienen un peso especialmente importante.
Technology HP Multi Jet Fusion con PA12 S resulta especialmente interesante para geometrías complejas, paredes finas, integración de funcionalidades y componentes donde necesitamos repetibilidad y buenas prestaciones mecánicas.
Para piezas de mayor tamaño y geometrías más sencillas, FDM puede resultar una alternativa más adecuada.
Un ejemplo es nuestro desarrollo interno SAETA AX-1, un cuadricóptero VTOL en el que combinamos una estructura fabricada mediante FDM con ABS-GF y componentes internos y de montaje mediante MJF con PA12 S.
Esta combinación resume bien nuestra forma de trabajar: no adaptar la pieza a la tecnología que tenemos, sino elegir la tecnología que necesita la pieza.
DfAM: menos peso, menos material y menos componentes
La fabricación aditiva ofrece todo su potencial cuando diseño y fabricación se plantean conjuntamente.
Mediante Design for Additive Manufacturing (DfAM) podemos optimizar geometrías, eliminar material innecesario, consolidar componentes e introducir estructuras que serían muy difíciles de obtener mediante procesos convencionales.
En otro de nuestros desarrollos UAV hemos aplicado optimización topológica para conseguir un bastidor completo de 129 g fabricado mediante MJF en PA12 S. La propia geometría distribuye el material en función de las necesidades estructurales del componente.
En un UAV, cada gramo que eliminamos debe tener una justificación técnica. El objetivo no es simplemente hacer la pieza más fina, sino conseguir que cada material y cada elemento estructural haga exactamente el trabajo que le corresponde.
Del archivo a la producción en serie
La fabricación aditiva no tiene por qué quedarse en el prototipo.
Uno de los objetivos de nuestros desarrollos internos es demostrar precisamente que podemos pasar del diseño y las primeras iteraciones a una producción recurrente de componentes para UAVs.
El proceso puede comenzar con unas pocas unidades para validar el diseño y crecer posteriormente sin necesidad de realizar una inversión inicial en moldes. En MJF, además, la producción puede escalar aprovechando el volumen de fabricación y aumentando el número de ciclos o cubas.
Nuestro proceso comienza protegiendo la información del proyecto mediante NDA. Después analizamos los archivos, recomendamos tecnología y material, fabricamos la primera tanda y, una vez validada, podemos establecer la cadencia de producción necesaria.
Additium3D, partner de fabricación aditiva para el sector UAV
Nuestra participación en esta feria forma parte de una apuesta más amplia por el sector.
Queremos posicionar Additium3D how fabricante y partner técnico para empresas que diseñan y desarrollan drones y UAVs, desde las primeras fases de ingeniería hasta la fabricación recurrente de componentes plásticos.
Contar con proyectos propios como H-Wing nos permite experimentar, validar soluciones y demostrar con piezas reales lo que podemos hacer.
Y, sobre todo, nos permite aplicar ese conocimiento a los proyectos de nuestros clientes: menos material, menos piezas, diseños optimizados para fabricación y una producción capaz de escalar cuando el proyecto lo necesita.
¿Estás desarrollando un dron o UAV y necesitas fabricar componentes plásticos?
Cuéntanos qué necesitas fabricar. Analizaremos tus piezas para determinar qué tecnología, material y estrategia de fabricación se adapta mejor a tu proyecto.
Mediante fabricación aditiva se pueden producir numerosos componentes de un UAV, como fuselajes, carenados, bastidores, carcasas, soportes para electrónica, cámaras y sensores, alojamientos, sistemas de fijación, componentes internos y útiles de montaje. La tecnología y el material deben seleccionarse según la geometría, las cargas, el peso, las dimensiones y la función de cada pieza.
Additive manufacturing allows reducir los tiempos de desarrollo, realizar iteraciones rápidamente, fabricar sin moldes, reducir peso, integrar varias funciones en una misma pieza y producir bajo demanda. También facilita pasar de unas primeras unidades a series sin realizar una inversión inicial en utillaje.
Depende de cada componente. En Additium3D utilizamos principalmente MJF con PA12 S para piezas complejas, funcionales, de paredes finas o producciones de múltiples unidades, mientras que FDM puede resultar más adecuado para componentes de mayor tamaño y geometrías sencillas. También trabajamos con SLS y SLA cuando las características del proyecto lo requieren.
Sí, siempre que el diseño, material y requisitos de la aplicación sean adecuados. En el H-Wing desarrollado por Additium3D se han fabricado mediante MJF componentes con paredes de hasta 0,5 mm, integrando alojamientos, pasacables y nervados dentro de las propias piezas.
Uno de los principales materiales utilizados es PA12 S, especialmente para componentes funcionales fabricados mediante HP Multi Jet Fusion. Para determinadas piezas de mayor tamaño y geometría sencilla también utilizamos ABS-GF mediante FDM, como ocurre en el desarrollo interno SAETA AX-1.
No. La fabricación aditiva puede utilizarse tanto durante las fases de prototipado y validación como para la fabricación recurrente de componentes. En Additium3D trabajamos desde las primeras unidades hasta series, sin necesidad de desarrollar moldes y pudiendo adaptar la cadencia de producción a las necesidades del proyecto.
The Design for Additive Manufacturing (DfAM) permite diseñar específicamente para fabricación aditiva, eliminando material donde no es necesario, integrando funciones y creando geometrías optimizadas. Additium3D ha desarrollado, por ejemplo, un bastidor UAV optimizado topológicamente de 129 g fabricado mediante MJF en PA12 S.
Sí. La confidencialidad forma parte del proceso de trabajo. En proyectos UAV, Additium3D puede firmar un NDA antes de recibir los archivos o especificaciones del proyecto y no publica fotografías, nombres ni datos del cliente sin autorización.
El equipo técnico puede partir de los archivos 3D de las piezas para estudiar geometría, requisitos, cantidades y aplicación. A partir de esa información se recomienda la tecnología y el material más adecuados y se prepara la propuesta de fabricación.
Sí. Algunos ejemplos de fabricación aditiva son la producción de prototipos funcionales, utillajes, carcasas, soportes, componentes estructurales, piezas con canales internos, series cortas y componentes personalizados. En el sector UAV, Additium3D la utiliza para fabricar desde fuselajes y carenados hasta bastidores, alojamientos para electrónica y componentes internos. El H-Wing, por ejemplo, es un UAV desarrollado por Additium3D cuyas piezas se han fabricado mediante tecnología MJF.
En España existen diferentes empresas dedicadas al diseño y fabricación de drones y sistemas UAV. Additium3D está especializada en la fabricación de componentes plásticos para UAVs mediante fabricación aditiva industrial, trabajando con fabricantes, ingenierías e integradores del sector. Además, desarrolla UAVs propios como H-Wing o SAETA AX-1 para investigar, validar y demostrar las posibilidades de estas tecnologías aplicadas al sector.
