A Nomad Prototypes, uma empresa de engenharia aeroespacial sediada nos Emirados Árabes Unidos, revelou um drone, que foi impresso em 3D com resina, em vez de termoplásticos mais comumente usados. O drone de primeira geração da empresa, alimentado por uma bateria de 7.000 mAh, pode voar por 37 minutos sem carga útil e 22 minutos com carga útil de 500g. A empresa está envolvida na pesquisa de diversos métodos de impressão 3D, com o objetivo final de produzir o maior drone de plástico impresso em 3D do mundo.
De acordo com Nomad Prototypes, o problema com a impressão 3D de drones com FDM surge devido à natureza anisotrópica da impressão FDM, onde a peça impressa apresenta diferenças de resistência dependendo da orientação da peça. Embora isso seja aceitável para drones menores, como multirotores e aviões pequenos, os pontos fracos entre as camadas das peças impressas em FDM tornam-se problemáticos durante o aumento de escala.
Especificamente, a dinâmica complexa experimentada por uma aeronave de asa fixa significa que as paredes estruturais precisam ser impressas mais espessas para compensar a anisotropia. Resumindo, o peso do drone aumenta significativamente com o espessamento da estrutura, mas a resistência geral permanece inferior à que pode ser alcançada com métodos tradicionais de fabricação de compósitos, como fibra de vidro ou CFRP.
A empresa pesquisou vários métodos de impressão 3D, incluindo FDM, SLA, SLS, MJF e FGF, na última década. O roteiro atual da empresa para construir o maior drone de plástico impresso em 3D do mundo envolve o uso de SLA e extrusão de pellets.
Os drones de primeira geração da empresa são pequenos drones multirotores construídos com resina Liqcreate StrongX , uma resina fotopolímera de cura dupla que passa por cura térmica e UV para maior resistência. O drone de resina de segunda geração apresentará um design modular que pode ser convertido para uma configuração de asa fixa/VTOL, novamente utilizando resinas fortes e otimização de topologia para revestimentos de asas finos e duráveis.
“Com a resina Liqcreate e o software nTop, alcançamos espessuras de parede incrivelmente finas de 500 mícrons”, disse Phillip Keane, fundador da Nomad Prototypes. “A estrutura de treliça interna suporta as paredes durante a impressão, permitindo películas muito mais finas do que era possível anteriormente.”
A terceira geração se expandirá para uma envergadura de 3,2 m, usando pellets compostos de alta resistência. O drone de grande escala terá peso máximo de decolagem de cerca de 15kg e será otimizado para voos de baixa velocidade, para reduzir o estresse na fuselagem. A empresa planeja pilotar esta aeronave para uma tentativa de recorde mundial do Guinness.
“Esses pellets compostos têm uma resistência à tração comparável à do alumínio”, disse Keane. “Quando a resistência ‘fraca’ da camada intermediária de suas peças impressas em pellets é três vezes mais forte do que os melhores filamentos FDM disponíveis comercialmente, o problema da anisotropia desaparece rapidamente. Você pode imprimir paredes finas enquanto mantém a resistência superior da peça.”
A Nomad Prototypes continuará refinando seus designs de drones de resina antes de escalar para as versões impressas em pellets – garantindo que a empresa aperfeiçoe a dinâmica de voo e a capacidade de montagem de seu projeto em uma escala menor antes de se comprometer com o projeto maior.
Em última análise, a empresa acredita que será possível imprimir em 3D uma aeronave composta que seja capaz de transportar um ser humano, e que a ampliação dos drones de asa fixa impressos em 3D é necessária para conseguir isso.
“É certamente possível imprimir em 3D uma asa de metal que possa suportar o peso de um ser humano em voo, embora fosse extremamente caro fazê-lo atualmente”, disse Keane. “Dados os avanços na impressão 3D composta, e até mesmo na impressão de pellets, não é inconcebível que alguém possa imprimir em 3D uma pequena aeronave composta capaz de transportar um ser humano em um futuro não muito distante. Há apenas 5 anos, se alguém me dissesse que é possível imprimir pellets com resistência comparável à do alumínio, eu não teria acreditado. No entanto, aqui estamos. A indústria de impressão 3D avança muito rápido.”
A Nomad Prototypes apresentará o projeto no concurso ‘Make it in the Emirates’ no Centro de Energia de Abu Dhabi na segunda-feira, 27 de maio. Para saber mais sobre a companhia acesse o site.
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