Wie Markforged-Teile zu zuverlässigeren und robusteren UAV-Konstruktionen für Tsalla Aerospace beitragen

Ein führendes Unternehmen der Luftfahrt nutzt die Additive Fertigung (AF), um schnell, effizient und kostengünstig die Herausforderungen bei der Entwicklung von Prototypen für Windkanaltests zu meistern. Für dieses Verfahren müssen die zu testenden Teile ein hohes Maß an Genauigkeit und Oberflächenglätte aufweisen. 

Tsalla Aerospace Pvt. Ltd. ist ein innovatives Unternehmen im Bereich unbemannter Luftfahrtsysteme und Verteidigungstechnologie und steht an vorderster Front bei der Entwicklung modernster Senkrechtstart- und -landungssysteme (VTOL). Das Unternehmen kombiniert innovatives Design mit den neuesten Fertigungstechniken, um unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) zu bauen, die in der Lage sind, Verteidigungs- und kommerzielle Anwendungen zu transformieren. Um Entwicklungszyklen zu beschleunigen und Kosten zu senken, hat Tsalla Aerospace in fortschrittliche Fertigungstechnologien investiert, die Rapid Prototyping und eine präzise Validierung komplexer Systeme ermöglichen. 

Während der Entwicklung ihres firmeneigenen VTOL-Systems stand Tsalla Aerospace vor einer kritischen Herausforderung: dem Entwurf und der Herstellung eines Teils des Leitwerks für ein Windkanal-Testmodell. Dies war essentiell, um zu überprüfen, ob die analytischen Modelle den experimentellen Tests standhalten würden. Herkömmliche Fertigungsmethoden waren jedoch langsam, kostspielig und ließen oft die Präzision vermissen, da für die Herstellung kompliziert geformter Verbindungsstücke und Befestigungselemente erforderlich sind. 

Um die erforderlichen Standards für genaue Tests zu erreichen, musste Tsalla in der Lage sein, einzelne, komplexe Komponenten zu produzieren und dabei Verbindungen und Oberflächenstörungen zu beseitigen und gleichzeitig eine hohe Maßgenauigkeit für eine genaue Luftstromanalyse zu gewährleisten. Außerdem wollte das Unternehmen die mit der Verwendung herkömmlicher Produktionsmethoden verbundenen Kosten und Vorlaufzeiten erheblich reduzieren. 

Umfangreiche Untersuchungen zeigten das Potenzial der Additiven Fertigung, alle Kriterien von Tsalla zu erfüllen. Deshalb ging das Unternehmen eine Partnerschaft mit Markforged, einem führenden Unternehmen im Bereich der 3D-Drucktechnologie, das für seine industrietauglichen Drucker und Materialien bekannt ist, ein. Ziel der Zusammenarbeit war es, die Fähigkeit von Markforged zu nutzen, präzisionsgefertigte Teile schnell und kostengünstig zu fertigen.

Mit dem Markforged Mark Two-Drucker und dem Onyx-Material konnte Tsalla Aerospace die Komponenten des Leitwerks als zusammenhängendes Teil drucken, wodurch das Bauvolumen maximiert und gleichzeitig eine hohe Festigkeit und Genauigkeit gewährleistet wurde. Das Onyx-Material, das bei Bedarf mit Endloscarbonfasern verstärkt wurde, bietet eine außergewöhnliche Festigkeit und Steifigkeit, die den realen Bedingungen bei den Windkanaltests entsprach. Hinsichtlich der Festigkeit und Genauigkeit waren die Ergebnisse so beeindruckend, dass das Unternehmen nun die Additive Fertigung in einer kompletten Produktionslinie für fertige Komponenten einsetzt.

 Wesentliche Vorteile umfassen: 

• Schnelle Produktion: Die Vorlaufzeiten wurden von 2 Wochen auf nur 2 Tage reduziert, was schnellere Iterationen ermöglicht.
• Einsparungen: Die Kosten für den Prototypenbau wurden um 80 % gesenkt, wodurch Ressourcen für weitere Innovationen frei wurden.
• Maßgenauigkeit: Die gedruckten Teile erfüllten strenge Toleranzanforderungen, was exakte aerodynamische Prüfungen ermöglichte.
• Einteiliges Design: Das Leitwerk wurde als nahtlose Komponente gedruckt, wodurch keine Verbindungsstücke und Befestigungselemente mehr benötigt werden, die häufig die Aerodynamik beeinträchtigen. 

„Wir sind von der Technologie von Markforged und ihren positiven Auswirkungen auf unseren Workflow sehr beeindruckt.“ „Die Maßgenauigkeit der gedruckten Komponenten ist außergewöhnlich und gewährleistet präzise Ergebnisse bei Windkanaltests. Die Festigkeit des mit Carbonfaser verstärkten Materials in Verbindung mit der Genauigkeit und den kurzen Vorlaufzeiten ist so gut, dass wir nun neben experimentellen Teilen auch Komponenten für die Produktion mit demselben Drucker fertigen.“ 

Die Integration der Technologie von Markforged hat die Windkanaltests von Tsalla Aerospace verändert und bietet dem Unternehmen folgende Möglichkeiten:

• Effiziente Validierung von Entwürfen: Anhand der präzisen Testmodelle konnte Tsalla analytische Vorhersagen mit realen Daten vergleichen und so sein VTOL-System optimieren.
• Verbesserung der Produktqualität: Die Festigkeit und Genauigkeit der gedruckten Teile tragen zu zuverlässigeren und robusteren UAV-Konstruktionen bei.
• Beschleunigung der Innovation: Rapid Prototyping bedeutet schnellere Designiterationen und die Möglichkeit, mehrere Konfigurationen in einem Bruchteil der Zeit zu testen.
• Schnelle, kostengünstige Produktion: Die Stärke und Genauigkeit der gedruckten Komponenten hat Tsalla dazu ermutigt, den Einsatz der Additiven Fertigung vom Prototyping auf die Produktion auszuweiten. 

Durch den Einsatz der fortschrittlichen 3D-Druck-Technologie von Markforged konnte Tsalla Aerospace zunächst die Prototypenherstellung optimieren und dann die Additive Fertigung für die Serienproduktion einsetzen. Durch die Zusammenarbeit konnte sich Tsalla auf die Verfeinerung ihrer Designs konzentrieren, die Grenzen der UAV-Performance verschieben und eine schnelle, effiziente Produktionslinie erstellen. Die Lösungen von Markforged spielen auch zukünftig eine zentrale Rolle, eine kosteneffiziente und hochpräzise Fertigung zu ermöglichen, die Tsalla Aerospace bei der Entwicklung modernster Systeme für die Luftfahrt unterstützt.