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Les domaines d'application des imprimantes Stratasys chez les fabricants de drones

Les programmes de drones ont recours à l'impression 3D Stratasys pour répondre à cinq besoins de production récurrents, allant des pièces structurelles du fuselage aux outillages nécessaires à leur fabrication.

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Pièces de cellule et pièces structurelles

Les sections de fuselage, les compartiments de charge utile, les plateaux d'avionique, les supports de capteurs, les plateaux de batteries et les cloisons sont des applications courantes des thermoplastiques de production FDM®, imprimés sous forme de structures de production à la place de pièces composites usinées ou fabriquées à la main.

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Pièces de production destinées à une flotte

Lorsqu’un programme nécessite des centaines, voire des milliers de pièces identiques, SAF® passe à la production en série des plateaux électroniques, des ensembles de cardans et de charges utiles, des ensembles de train d’atterrissage et des supports de caméras EO/IR, sans avoir à créer de nouveaux outillages à chaque révision de conception.

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Matériel du sous-système de précision dimensionnelle

Les connecteurs électriques, les guide-câbles, les composants RF, les supports de fixation et les capots d’ECU exigent une exactitude dimensionnelle comparable à celle du moulage par injection, le tout dans un format compact. La technologie P3™, intégrée à l’Origin® Two, est spécialement conçue pour ce type de pièces de petite taille.

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Outillage pour la fabrication de matériaux composites

Les cellules en matériaux composites nécessitent toujours des moules de stratification, des posages de collage, des posages de perçage et des jauges de contrôle. Leur impression sur un système FDM® permet de réduire le cycle de fabrication des outillages, qui dure habituellement plusieurs mois, à quelques jours seulement.

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Prototypage et validation

Les modèles de validation de conception, les modèles destinés aux essais en soufflerie et les premières maquettes restent importants — mais ce n’est pas pour cela que la plupart des programmes achètent une imprimante Stratasys. La stéréolithographie (SLA) sur la Neo®800+ répond parfaitement à ces besoins.

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Les sections de fuselage, les compartiments de charge utile, les plateaux d'avionique, les supports de capteurs, les plateaux de batteries et les cloisons sont des applications courantes des thermoplastiques de production FDM®, imprimés sous forme de structures de production à la place de pièces composites usinées ou fabriquées à la main.

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Lorsqu’un programme nécessite des centaines, voire des milliers de pièces identiques, SAF® passe à la production en série des plateaux électroniques, des ensembles de cardans et de charges utiles, des ensembles de train d’atterrissage et des supports de caméras EO/IR, sans avoir à créer de nouveaux outillages à chaque révision de conception.

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Les connecteurs électriques, les guide-câbles, les composants RF, les supports de fixation et les capots d’ECU exigent une exactitude dimensionnelle comparable à celle du moulage par injection, le tout dans un format compact. La technologie P3™, intégrée à l’Origin® Two, est spécialement conçue pour ce type de pièces de petite taille.

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Les cellules en matériaux composites nécessitent toujours des moules de stratification, des posages de collage, des posages de perçage et des jauges de contrôle. Leur impression sur un système FDM® permet de réduire le cycle de fabrication des outillages, qui dure habituellement plusieurs mois, à quelques jours seulement.

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Les modèles de validation de conception, les modèles destinés aux essais en soufflerie et les premières maquettes restent importants — mais ce n’est pas pour cela que la plupart des programmes achètent une imprimante Stratasys. La stéréolithographie (SLA) sur la Neo®800+ répond parfaitement à ces besoins.

Un flux de travail numérique unique, de la spécification à la pièce FA prête à voler

Chaque flux de production de drones Stratasys suit le même parcours de qualité industrielle, quel que soit le type d'imprimante ou de matériau adapté à la pièce.

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Conditions requises

Avant même que le moindre fichier n'existe, définissez les conditions auxquelles la pièce doit résister en vol : chemin de charge, vibrations provenant des moteurs et des hélices, exposition thermique à proximité des batteries ou des moteurs, ainsi que le niveau de tolérance requis. C’est également à ce stade que vous déterminez le nombre d’exemplaires nécessaires : un prototype unique et un cycle de fabrication de 500 unités nécessitent des imprimantes et des matériaux différents avant même que le travail de conception ne commence.

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Critères d'éligibilité

Déterminez le niveau de validation requis pour cette pièce avant de valider définitivement la conception. Un support destiné à un banc d'essai peut se contenter d'une fiche technique du matériau ; en revanche, une pièce structurelle critique pour le vol ou tout élément relevant du champ d'application de la NDAA/ITAR nécessite des contrôles de processus documentés et des critères d'acceptation définis auxquels vous pourrez vous référer ultérieurement. Définir ces éléments dès le début évite de devoir requalifier la pièce après son impression.

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Préparation de la conception et du cycle de production

Transformez la pièce en un modèle qui s'imprimera correctement : ajustez l'épaisseur des parois et la géométrie en fonction du procédé, puis définissez l'orientation, la stratégie de supports et l'imbrication dans un logiciel de préparation d'impression tel que GrabCAD Print. Les choix effectués à ce stade – la position de la pièce sur le plateau, les emplacements où les supports la touchent – déterminent directement sa résistance, l'état de surface de sa surface et l'ampleur du post-traitement nécessaire par la suite.

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Production imprimée

Imprimez la pièce sur le système adapté à sa taille, à sa fonction et à ses tolérances, en veillant à ce que le bac à matériau ou la bobine correspondant à cette tâche spécifique soit chargé(e). Les systèmes industriels de plus grande envergure sont conçus pour fonctionner en autonomie pendant des heures, voire des jours, à cette étape, ce qui permet à la production de se poursuivre sans qu'une personne ne doive surveiller le processus d'impression.

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Post-traitement

Retirez les supports, effectuez l'état de surface des surfaces conformément aux spécifications requises pour la pièce (qu'il s'agisse d'un léger ponçage ou d'un lissage complet à la vapeur), puis installez les inserts de quincaillerie avant que la pièce n'entre dans la phase d'assemblage. La charge de travail nécessaire à cette étape dépend entièrement de la pièce : un gabarit d'outillage peut ne nécessiter pratiquement aucune intervention, tandis qu'un boîtier destiné au client en nécessitera beaucoup plus.

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Contrôle et mise en circulation

Vérifiez l'ajustement, le bon fonctionnement et l'uniformité des pièces, en fonction de l'importance de la pièce : un gabarit fait l'objet d'un rapide coup d'œil, tandis qu'une pièce structurelle destinée à un avion est soumise à une vérification dimensionnelle et fonctionnelle complète, conformément aux critères d'acceptation définis lors de la phase de qualification. Ce n'est qu'une fois ces critères satisfaits que la pièce est validée pour l'assemblage.

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Assemblage et maintenance

Installez la pièce sur la cellule et, plutôt que de stocker une étagère de pièces de rechange physiques, conservez le fichier numérique certifié dans vos archives afin de pouvoir imprimer une pièce de rechange à la demande. C'est là le véritable avantage en matière de maintenance par rapport à la fabrication traditionnelle : le stock est un fichier, et non une pile de pièces entreposées dans un entrepôt et qui perdent de la valeur.

Ce que change réellement l'internalisation de la production

L’internalisation de la production change rapidement la donne : en termes d’heures gagnées, de coût unitaire et du nombre total de pièces nécessaires.

51 %

Réduction du temps de production par cellule de drone, grâce à la consolidation de 6 cycles de production sur ordinateur de bureau en un seul cycle de production industriel (136 → 66 heures)

26 par jour

Nombre de drones produits par imprimante H350®, à un coût estimé à 17 dollars par drone

Plus de 350

Le groupe General Atomics a inscrit les pièces de production de drones des groupes 4 et 5 au registre des programmes officiels

environ 4 millions de dollars

Économies annuelles estimées en coûts de main-d'œuvre en passant de la technologie FFF à la Technologie d'impression 3D FDM de Stratasys, fabriquée aux États-Unis

 

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Conçue pour les programmes qui ne peuvent pas se connecter à l'Internet ouvert

La plupart des imprimantes 3D utilisées pour la fabrication de pièces de drones nécessitent une connexion Wi-Fi et un tableau de bord dans le cloud. Or, les programmes de drones du secteur de la défense et des administrations publiques ne le permettent généralement pas. La F900® intègre la solution ProtectAM et répond aux exigences STIG du ministère américain de la Défense (DoD) ; elle fonctionne ainsi sur un réseau fermé sans compromettre ses capacités de production.

Quelle technologie d'imprimante 3D par drone vous convient le mieux ?

Imprimantes 3D pour la fabrication rapide de pièces de production de drones

Lorsque le frein réside dans le nombre de pièces que vous pouvez produire cette semaine, la productivité et le coût unitaire priment sur n'importe quelle spécification isolée. Ces trois systèmes sont conçus pour fonctionner en autonomie et changer de matériau sans redémarrage.

FDM®   SAF      

 

Raison : productivité et coût par pièce.

Imprimantes 3D pour la conception de drones avec une précision dimensionnelle élevée

Lorsque la pièce est petite et que tout repose sur la tolérance — qu'il s'agisse d'un corps de connecteur, d'une monture d'objectif ou d'un joint d'étanchéité —, c'est l'état de surface et le choix des matériaux qui déterminent si l'assemblage réussira du premier coup ou au cinquième essai.

FDM®   technologie DLP P3™   SLA  

 

Raison : tolérances, état de surface et gamme de matériaux de qualité technique.

Imprimantes 3D pour le prototypage sur mesure de drones

Au début d'un projet, la conception évolue quotidiennement et le matériel doit s'adapter en conséquence. Ces systèmes permettent de passer rapidement du matériel de conception à celui destiné aux essais fonctionnels, à un rythme suffisant pour suivre le rythme de l'équipe de conception, sans la ralentir.

FDM®          

 

Motif : changements rapides de matériau et itération Composite-Ready (compatible avec les composites).

FDM®   SAF      

 

Raison : productivité et coût par pièce.

FDM®   technologie DLP P3™   SLA  

 

Raison : tolérances, état de surface et gamme de matériaux de qualité technique.

FDM®          

 

Motif : changements rapides de matériau et itération Composite-Ready (compatible avec les composites).

h350-coût-total-par-pièce

Combien coûte réellement une imprimante 3D pour drones ?

Ce n’est pas le prix d’achat de l’imprimante qui détermine ce coût, mais le coût par pièce. Une H350® produisant des pièces SUAS des groupes 1 et 2 coûte en moyenne entre 15 et 20 dollars par drone, à raison d’environ 24 drones par jour — et cet écart ne fait que s’accentuer à mesure que votre volume augmente : un programme de 30 000 unités par an nécessite environ 300 systèmes industriels, alors qu’un parc d’imprimantes de bureau en nécessiterait plus de 6 600. Contactez-nous pour trouver la combinaison d’imprimante et de matériaux adaptée à votre nombre de pièces.

Comparatif des imprimantes 3D pour drones

Le choix de la meilleure imprimante 3D pour drones dépend de la pièce à fabriquer. Comparez les 14 systèmes en fonction de leur technologie, de leur volume d'impression et des matériaux utilisés.

Imprimante Technologie Cycle de production du volume d'impression Matériaux clés  Idéal pour (drone) Itinéraire 

F870™

FDM 1 000 x 610 x 610 mm
(39,4 x 24 x 24 pouces)
FDM® Nylon 12CF, ASA, ABS-M30, FDM® ABS Draft Grandes sections de cellule d'aile fixe monobloc et outillage de grande taille pour drones en nylon renforcé de fibre de carbone. Voir →

F3300®

FDM 600 x 600 x 800 mm
(23,6 x 23,6 x 31,5 pouces)
ASA, PC, FDM® Nylon 12CF, résine ULTEM™ 9085 Production en grande série de pièces pour drones au coût unitaire le plus bas. Voir →

F900®

FDM 914 x 610 x 914 mm
(36 x 24 x 36 pouces)
Résine ULTEM™ 9085/1010, Antero™ 800NA PEKK, FDM® Nylon 12CF/12, ASA, PC, PPSF Pièces structurelles certifiées pour l'aéronautique en ULTEM™ 9085 et programmes de drones de défense sécurisés. Voir →

Fortus® 450mc

FDM 406 x 355 x 406 mm
(16 x 14 x 16 pouces)
ULTEM™ 9085/1010, Antero™ 800NA, FDM® Nylon 12CF/12, ST-130, PC, PC-ISO, variantes d’ABS Pièces de drones de qualité technique issues de la plus large gamme de matériaux disponibles sur un seul et même système. Voir →

F370®CR

FDM 355 x 254 x 355 mm
(14 x 10 x 14 pouces)
ABS-CF10, FDM® Nylon-CF10, ABS-M30, ASA, FDM® TPU 92A, ABS-ESD7, PC-ABS, Diran™ 410MF07 Bras de drone, supports et dispositifs de serrage en fibre de carbone, sans usinage. Voir →

Neo®800+

SLA 800 x 800 x 600 mm
(31,50 x 31,50 x 23,62 pouces)
Résine Open 355 nm — Somos® PerFORM/Taurus/WaterShed XC 11122/Element Grandes surfaces aérodynamiques lisses et modèles de drones pour soufflerie.  Voir →

Neo®450s

SLA 450 x 450 x 400 mm
(17,72 x 17,72 x 15,75 pouces)
Résine Open 355 nm — Somos® PerFORM/WaterShed XC 11122/Element Charge utile haute définition pour drones, optiques et boîtiers de capteurs.  Voir →

H350®

SAF 315 x 208 x 293 mm
(12,40 x 8,18 x 11,53 pouces)
SAF® PA11, SAF® PA12, SAF® PA12 GB Volumes de production de boîtiers, supports et gaines en nylon robustes pour drones.  Voir →

Origin® Two

technologie DLP P3™ 192 x 108 x 370 mm Résines DLP P3™ haute performance — rigides, résistantes à la température élevée, élastomères Optiques avec précision dimensionnelle pour drones, connecteurs et joints élastomères. Voir →

Nos experts sont à votre disposition

Trouvez l'imprimante adaptée à votre programme de drones

Décrivez-nous la pièce que vous souhaitez fabriquer. Un ingénieur d’application Stratasys vous proposera l’imprimante, le matériau et le délai qui conviennent le mieux à votre projet.

Utilisée par les fabricants de drones et de systèmes sans pilote (UxS) qui internalisent leur production, du premier prototype aux programmes de série.

SSYS Drones EQ Blanc

Vous avez besoin de plus de capacité sans acheter d'imprimante ? Nous fabriquerons la pièce qu'il vous faut.

Stratasys Direct fabrique à la demande des pièces pour drones et véhicules aériens sans pilote (UAV), qu'il s'agisse de prototypes ou de pièces de production. Faites appel à ce service si vous ne disposez pas d'imprimante, si vos propres systèmes tournent à pleine capacité ou si la pièce nécessite un matériau ou une option de traitement post-impression que vous ne pouvez pas réaliser en interne.

Les marques déposées 9085, 1010 et ULTEM™ sont utilisées sous licence accordée par SABIC, sa filiale ou sa société affiliée.