Latin-America (Português)
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Sistema de aeronave não tripulada Anduril Ghost X pequeno

Impressão 3D para drones de defesa e militares

Construa, adapte e amplie mais rapidamente à medida que os requisitos da missão e dos operadores mudam. Produza internamente com impressoras 3D da Stratasys, faça parceria com a Stratasys Direct para a produção de peças nos Estados Unidos ou combine ambas as opções para equilibrar controle, flexibilidade e capacidade.

Por que os programas de defesa utilizam a manufatura aditiva para sistemas não tripulados

Os programas de defesa da UxS raramente permanecem estáticos. O feedback dos operadores, as mudanças na carga útil e a evolução dos perfis de missão podem gerar novos requisitos de configuração, substituição e produção. As equipes ainda precisam gerenciar o SWaP (tamanho, peso e potência), as condições operacionais previstas, o controle de configuração, a conformidade, a rastreabilidade, o custo e o cronograma de implantação.

A manufatura aditiva com polímeros pode encurtar o ciclo de construção-teste-melhoria, reduzir a dependência de ferramentas rígidas e apoiar um caminho controlado desde protótipos relevantes para a produção até peças com qualidade de produção na taxa exigida.

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Desenvolver

Transforme o feedback dos operadores e as mudanças nos requisitos da missão em revisões controladas para interfaces de carga útil, carcaças, dutos, suportes, modelos aerodinâmicos e ferramentas de fabricação.

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Produtos agrícolas

Vá além de uma demonstração bem-sucedida com montagem repetível, controles de processo, inspeção, documentação e capacidade alinhadas à taxa de produção do programa.

Ícone “Sustentar”

Manter

Utilize arquivos digitais controlados por configuração e fluxos de trabalho repetíveis para garantir a disponibilidade de peças, componentes de reposição, ferramentas de reparo, peças obsoletas e produção “reach-back” aprovada.

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Transforme o feedback dos operadores e as mudanças nos requisitos da missão em revisões controladas para interfaces de carga útil, carcaças, dutos, suportes, modelos aerodinâmicos e ferramentas de fabricação.

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Vá além de uma demonstração bem-sucedida com montagem repetível, controles de processo, inspeção, documentação e capacidade alinhadas à taxa de produção do programa.

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Utilize arquivos digitais controlados por configuração e fluxos de trabalho repetíveis para garantir a disponibilidade de peças, componentes de reposição, ferramentas de reparo, peças obsoletas e produção “reach-back” aprovada.

Comece pelos requisitos da missão

AMBIENTAIS

Requisitos ambientais

O
ambiente da missão e a vida útil podem alterar os requisitos predominantes, incluindo temperatura, umidade, vedação, exposição a produtos químicos, radiação UV, FST e desgaseificação. Projetar além da necessidade real de serviço pode aumentar o custo, o peso e a complexidade sem agregar valor à missão.

Solução
: Avaliar os materiais em função da exposição real. As opções possíveis incluem a resina ULTEM™ 9085 para requisitos aplicáveis de FST, térmicos e químicos; AIS™ Antero® 800NA para alta resistência ao calor e a produtos químicos e baixa desgaseificação; e materiais P3™ DLP para requisitos selecionados de radiação UV, água, produtos químicos e temperaturas elevadas.

Impacto

Desempenho adequado à missão

Selecionar apenas a durabilidade e o desempenho ambiental necessários pode evitar custos, peso e complexidade de produção desnecessários.

MECÂNICA

Requisitos mecânicos

Os componentes dos UAVs da Challenge
Defense devem equilibrar massa, rigidez, durabilidade, desempenho aerodinâmico e taxa de produção. O hardware do cardã do sensor também pode precisar manter um alinhamento estável sob condições dinâmicas de voo.

Solução
:
Pontos de partida possíveis incluem o FDM® Nylon 12CF™ para peças altamente rígidas e o P3™ Deflect™ 110 para carcaças precisas de sensores ou cardãs que exijam alta rigidez, resistência térmica e estabilidade dimensional. A seleção final depende das cargas, da geometria, do ambiente, da quantidade e da qualificação.

Impacto

Equilíbrio entre desempenho e massa

O objetivo nem sempre é a peça mais leve possível. Material, geometria, durabilidade, alcance, carga útil, custo, cronograma e escala de produção devem ser equilibrados em relação aos requisitos da missão.

PROGRAMA

Requisitos do Programa

Desafio
: Um protótipo bem-sucedido não prova que as peças possam ser produzidas, inspecionadas, documentadas, entregues e aceitas na quantidade, no prazo e no nível de qualidade exigidos. Os clientes do setor de defesa também podem avaliar se a equipe de produção é capaz de ampliar a escala de produção de algumas unidades para centenas ou milhares sem perder o controle de configuração.

Solução
Defina primeiro a vida útil, a quantidade, a taxa de produção, a frequência das mudanças no projeto e o plano de transição para a produção. Em seguida, estabeleça o roteiro completo, incluindo processo, operações posteriores, inspeção, rastreabilidade, documentação e entrega, utilizando capacidade interna, terceirizada ou híbrida, conforme necessário.

Impacto

Passagem do protótipo para a escala controlada

Uma rota de produção definida permite atualizações no projeto, ao mesmo tempo em que gerencia os efeitos sobre o controle de configuração, a qualidade, o custo e a entrega.

ELÉTRICA

Requisitos elétricos

Os gabinetes para componentes eletrônicos e aviônicos de UAVs da Challenge
podem precisar de propriedades dissipativas de carga eletrostática e proteção contra EMI/RFI, ao mesmo tempo em que devem ser leves e acomodar conectores e outros componentes integrados.

Solução
: As opções possíveis incluem o AIS™ Antero® 840CN03 quando são exigidos desempenho contra ESD, alta resistência térmica e química e baixa desgaseificação. O blindagem contra EMI/RFI aplicada também pode ser avaliada para caixas fabricadas por impressão 3D.

Impacto

Proteção elétrica adequada ao projeto

Caixas de polímero compatíveis podem incorporar materiais ESD ou blindagem contra EMI/RFI, desde que isso seja permitido pelos requisitos de projeto, teste e qualificação.

370K+ Drone components shipped to drone and UxS customers
75+ UxS companies supported
35+ Years of additive manufacturing experience

O valor estratégico da manufatura aditiva (AM) para drones de defesa

  • Transformar o feedback dos operadores e as mudanças nos requisitos de missão específicos do serviço em revisões controladas para interfaces de carga útil, sensores, rádios, carcaças e componentes aerodinâmicos
  • Estabeleça um caminho repetível, desde os protótipos até peças com qualidade de produção que possam ser fabricadas, inspecionadas, documentadas, entregues e aceitas na cadência exigida pelo programa
  • Reduzir a massa ou consolidar peças quando a geometria, o desempenho do material, o custo de entrega e o caminho de qualificação permitirem
  • Ajudar a reduzir a dependência de ferramentas fixas e de fontes internacionais limitadas para peças e ferramentas de fabricação elegíveis, apoiando um fluxo de produção mais resiliente
  • Apoie a capacidade de produção nos Estados Unidos, atenda a picos de demanda e cumpra os cronogramas dos programas por meio de sistemas internos, da produção Stratasys Direct ou de um modelo híbrido
  • Apoiar a prontidão e a sustentabilidade por meio de arquivos digitais com controle de configuração, disciplina de revisão, disponibilidade de peças, ferramentas de reparo e produção de peças de reposição aprovadas

Peças para drones de defesa que você pode imprimir em 3D

As aplicações abaixo são sugestões e devem ser consideradas como pontos de partida. A seleção final do processo, do material e da rota de fabricação depende das cargas, do ambiente operacional, da quantidade, da inspeção e dos requisitos de qualificação.

Aplicação Peças típicas Opções de tecnologia e materiais Por que é a escolha certa Rota
Sistemas de carga útil e sensores Caixas para sensores e cardãs, compartimentos para carga útil, suportes para câmeras, suportes para rádios, interfaces modulares para carga útil

Origin® Two com resina P3™ Deflect™110; F900® com materiais FDM® de alto desempenho

Suporta alterações de configuração em cargas úteis, sensores, rádios e interfaces, com opções de materiais que garantem rigidez, estabilidade térmica, precisão dimensional, resistência química e resistência à exposição aos raios UV

Impressoras UxS →

Fabricação de peças UxS →

Sistemas aviônicos e elétricos Caixas para aviônicos, compartimentos de bateria, canaletas de fiação, conduítes F900® com AIS™ Antero® 840CN03 ou AIS™ Antero® 800NA Desempenho ESD com AIS™ Antero® 840CN03 quando necessário; alta resistência ao calor e a produtos químicos, tenacidade e baixa desgaseificação a partir do material Antero® validado apropriado.

Impressoras UxS →

Fabricação de peças UxS →

Interfaces estruturais Acessórios de carga útil, suportes, fixações rígidas, conexões F3300® ou F900® com FDM® Nylon 12CF™ Alta rigidez e excelente relação resistência/peso para interfaces estruturais rígidas e ferramentas

Impressoras UxS →

Fabricação de peças UxS →

Componentes aerodinâmicos e da estrutura da aeronave Dutos, carenagens, tampas, coberturas, superfícies aerodinâmicas selecionadas e estruturas da fuselagem F900® com resina ULTEM™ 9085 ou AIS™ Antero® 800NA; Origin® Two com LOCTITE® 3D 3955 FST para componentes menores Geometria complexa e leve com opções de FST, resistência a altas temperaturas ou resistência química

Impressoras UxS →

Fabricação de peças UxS →

Componentes produzidos em lote Tampas, clipes, proteções, pequenos invólucros, componentes de proteção H350® com pó Stratasys® High Yield PA11 ou pó SAF™ PA12 PA11 para resistência ao impacto e à fadiga; PA12 para produção em lote precisa, durável e econômica

Impressoras UxS →

Fabricação de peças UxS →

Ferramentas e manutenção Dispositivos de montagem, guias de perfuração, ferramentas de reparo, peças de reposição FDM®, SAF®, P3™ ou um processo Stratasys Direct® selecionado para a aplicação Alterações rápidas na geometria, estoque digital, revisões controladas e fluxos de trabalho de produção repetíveis

Impressoras UxS →

Fabricação de peças UxS →

Nem toda peça deve ser impressa em 3D

Algumas geometrias simples de produtos de consumo, peças estáveis produzidas em grande volume ou aplicações com requisitos específicos de desempenho e qualificação podem ser melhor fabricadas por outro método. A resposta correta depende da aplicação. Nossa equipe pode ajudar a determinar se a manufatura aditiva merece uma análise mais aprofundada para a peça final, o ferramental, a produção de transição ou outra etapa do processo de fabricação. 

Talk to an Expert

Estudos de caso

A General Atomics constrói um ecossistema de manufatura aditiva

Desafio
: Ampliar a manufatura aditiva de aplicações isoladas para uma capacidade de produção repetível, mantendo o controle de qualidade, a qualificação e a padronização exigidos para programas de aeronaves não tripuladas.

Solução
: A GA-ASI construiu um ecossistema de manufatura aditiva híbrido e em fases, combinando sistemas FDM da Stratasys desenvolvidos internamente com parceiros qualificados, como a Stratasys Direct, com o apoio de casos de negócios de aplicação e um Centro de Excelência dedicado.

Impacto

Cerca de 240 peças de manutenção

Relatadas no MQ-9B SkyGuardian em 2022, juntamente com uma economia de US$ 2 milhões em ferramentas e mais de US$ 300.000 em redução de custos recorrentes.

Aurora constrói um UAV movido a jato com impressão 3D

Desafio
A Aurora Flight Sciences se propôs a demonstrar a rapidez com que uma equipe poderia passar do projeto e da produção ao voo com um UAV movido a jato e com vetorização de empuxo. A aeronave exigia uma estrutura rígida e leve, controle preciso do centro de gravidade e materiais adequados a condições operacionais exigentes.

Solução
: A Aurora e a Stratasys combinaram as impressoras 3D Fortus® com os recursos de sinterização a laser e sinterização direta a laser de metais da Stratasys Direct Manufacturing. A otimização topológica, a consolidação de peças e a colaboração com a GrabCAD ajudaram a equipe de seis engenheiros a produzir 26 dos 34 componentes da aeronave por meio da manufatura aditiva.

Impacto

Tempo de construção reduzido pela metade

26 componentes impressos em 3D representavam cerca de 80% do peso da estrutura da aeronave. A aeronave concluída tinha envergadura de 9,5 pés, estrutura de 14 libras e velocidade máxima superior a 150 mph.

Fabricar internamente, mandar fabricar as peças ou combinar as duas opções

Ícone “Faça em casa” - Stratasys

Fazer internamente

Utilize sistemas internos para dar suporte à produção quando iterações rápidas, fluxos de trabalho sensíveis, demanda recorrente e controle direto do cronograma forem prioridades.

Ícone “Encomendar peças”

Encomendar peças

Utilize o Stratasys Direct quando precisar de opções adicionais de processo, acabamento, inspeção, documentação ou produção nos Estados Unidos, sem a necessidade de adquirir novos equipamentos.

Ícone híbrido de impressora 3D e serviços de impressão

Utilize um modelo híbrido

Mantenha os trabalhos confidenciais ou recorrentes internamente e, em seguida, utilize a Stratasys Direct para o excesso de demanda, processos especializados, acabamento, inspeção ou capacidade de resposta a picos de demanda.

Bring it in house icon - Stratasys

Utilize sistemas internos para dar suporte à produção quando iterações rápidas, fluxos de trabalho sensíveis, demanda recorrente e controle direto do cronograma forem prioridades.

Get parts made icon

Utilize o Stratasys Direct quando precisar de opções adicionais de processo, acabamento, inspeção, documentação ou produção nos Estados Unidos, sem a necessidade de adquirir novos equipamentos.

3d printer and printing services hybrid icon

Mantenha os trabalhos confidenciais ou recorrentes internamente e, em seguida, utilize a Stratasys Direct para o excesso de demanda, processos especializados, acabamento, inspeção ou capacidade de resposta a picos de demanda.

Acelerar a inovação em drones com a manufatura aditiva

Reduza custos, diminua os prazos de produção e abra novas possibilidades de projeto para a fabricação de UAVs. Seja para explorar drones imprimíveis em 3D para uso comercial ou militar, este guia oferece informações importantes para ajudá-lo a produzir de forma mais rápida e inteligente.

Porquê escolher a Stratasys?

Com mais de 35 anos de experiência em manufatura aditiva, a Stratasys tem o conhecimento necessário para oferecer resultados tangíveis às empresas com a impressão 3D. Enquanto muitos fornecedores se especializam em uma área, a Stratasys oferece um ecossistema completo — cinco tecnologias, um amplo portfólio de materiais, software otimizado e suporte especializado — otimizado para trabalhar em conjunto e garantir que os fabricantes alcancem o sucesso usando a manufatura aditiva para a produção de UAVs.

A impressão 3D em polímero permite uma iteração mais rápida do projeto, prazos de entrega reduzidos (até 70% mais rápidos), peças mais leves através de estruturas reticulares e otimização topológica, e produção sob demanda de componentes complexos e personalizados para UAVs, sem os custos indiretos das ferramentas de produção.

Componentes estruturais como estruturas, asas, suportes de motor e trem de pouso; elementos funcionais como proteções de hélice e suportes de cardã; e invólucros de proteção, incluindo compartimentos de bateria e caixas de sensores, são adequados para impressão 3D com polímeros de grau aeroespacial.  

Os materiais utilizados para imprimir peças de UAV em 3D variam dependendo da função e das especificações de design da peça. Os materiais comuns incluem uma variedade de polímeros que vão desde termoplásticos de engenharia, como ASA e nylon, até plásticos de alto desempenho, como ULTEM™ (PEI), Antero (PEKK) e nylon reforçado com fibra de carbono. 

A capacidade de criar estruturas internas otimizadas e consolidar várias peças reduz significativamente o peso, ao mesmo tempo que proporciona resistência suficiente, o que se traduz em maior alcance de voo, maior capacidade de carga útil e maior duração da missão.

Sim, as peças impressas com polímeros de grau aeroespacial oferecem resistência ao calor, durabilidade química, resistência mecânica e, em alguns casos, absorção de impacto, tornando-as adequadas para uma variedade de ambientes de missão de UAV, desde desertos até condições marítimas.  

Cada tecnologia de impressão 3D é capaz de produzir peças para UAV com qualidade funcional muito elevada, que atendem às especificações do fabricante. No entanto, do ponto de vista estético ou do acabamento da superfície, cada tecnologia apresenta os seus pontos fortes e limitações exclusivos. As tecnologias FDM e SAF resultam em peças com um acabamento mais texturizado. As tecnologias SLA, P3 e PolyJet produzem peças com uma aparência de superfície muito mais lisa.

Para tiragens de baixo a médio volume e prototipagem, a impressão 3D reduz ou elimina os custos iniciais de ferramentas e o desperdício de material em comparação com a usinagem CNC ou moldagem por injeção. Isso a torna economicamente vantajosa, especialmente para peças personalizadas ou pequenos lotes de UAV.

As peças podem ser projetadas, impressas e testadas em questão de horas ou dias, dependendo do tamanho e da complexidade, acelerando significativamente os ciclos de desenvolvimento e permitindo uma rápida iteração com base em testes de voo e feedback de desempenho.

Sim, impressoras 3D portáteis e implantadas permitem que os operadores produzam peças de reposição, como hélices, suportes e tampas no local, minimizando o tempo de inatividade e reduzindo a dependência de cadeias de abastecimento centralizadas.

Práticas de design importantes incluem consolidar conjuntos de várias peças para reduzir o peso e os caminhos de fuga, usar estruturas com nervuras e treliças em vez de construções sólidas para maior rigidez, orientar a construção do filamento FDM ao longo dos caminhos de carga, adicionar recursos de drenagem/ventilação para veículos terrestres e marítimos e validar os designs com testes de vibração e térmicos. 

As marcas registradas 9085, 1010 e ULTEM™ são utilizadas sob licença da SABIC, de sua afiliada ou subsidiária

DVIDS / Informações visuais das Forças Armadas dos EUA. A exibição de informações visuais do Departamento de Guerra dos EUA (DoW) não implica nem constitui endosso do DoW