Warum der SLS-3D-Druck die richtige Wahl für die Drohnenherstellung ist

Mai 08, 2025 | Lesedauer: 5 min

Von [Ihr Name], Anwendungsspezialist - Abteilung UAV & Aerospace

In der schnelllebigen Welt der unbemannten Luftfahrzeuge (UAVs) und Drohnen entwickeln sich die Anforderungen an die Fertigung weiter. Unternehmen suchen nach intelligenteren Wegen, um leichte, funktionale und anpassbare Komponenten zu produzieren - oft unter engen Zeitvorgaben und für immer vielfältigere Anwendungsfälle.

Als Anwendungsspezialist, der mit Drohnen-OEMs, Integratoren und Verteidigungsunternehmen zusammenarbeitet, habe ich ein immer wiederkehrendes Muster beobachtet: Die Teams beginnen oft mit kostengünstigen 3D-Drucktechnologien wie FDM (Fused Deposition Modeling) oder SLA (Stereolithographie) für das Prototyping, stoßen aber beim Übergang zu funktionalen oder produktionsreifen Teilen an ihre Grenzen.

An dieser Stelle kommt das Selektive Lasersintern (SLS) zum Tragen.

Ein praktischer Vergleich: FDM, SLA vs. SLS

FDM und SLA eignen sich hervorragend für frühe Design-Iterationen oder visuelle Mockups, aber sie sind unzureichend, wenn die Teile den realen Flugbedingungen ausgesetzt werden - Vibrationen, Wetter, strukturelle Belastung und Integration der Nutzlast.

Leichtes Design, das auch in der Luft funktioniert

Bei der Entwicklung von Drohnen spielt das Gewicht eine wichtige Rolle. Leichtere Drohnen fliegen länger, reagieren schneller und sind bei wechselnden Windverhältnissen effizienter. Kostengünstige Druckverfahren gehen jedoch oft zu Lasten der mechanischen Festigkeit, wenn sie auf geringes Gewicht optimiert werden.

Mit SLS können wir leichte und dennoch mechanisch stabile Teile mit präzisen Geometrien und dünnen, gleichmäßigen Wandstärken herstellen - entscheidend für die Flugstabilität und den Betrieb in großen Höhen. Im Gegensatz zum FDM-Verfahren, das häufig zu anisotropen Teilen mit schwacher Zwischenschichtbindung führt, erzeugt SLS vollständig verschmolzene, isotrope Strukturen, die sich unter Belastung vorhersehbar verhalten.

Diese Maßhaltigkeit führt direkt zu einer besseren Leistung im Flug, insbesondere in Verbindung mit aerodynamischem Teiledesign und enger Toleranzkontrolle.

Gemischte Produktion: Spritzgießen trifft On-Demand-Anpassung

Viele Drohnenplattformen verlassen sich auf spritzgegossene Flügel oder Rumpfschalen, um Effizienz und Wiederholbarkeit in großem Maßstab zu gewährleisten. Die Realität ist jedoch, dass keine zwei Endnutzer gleich sind. Ob es sich um eine andere Nutzlast, eine andere Sensorkonfiguration oder ein anderes Batteriesystem handelt, Drohnenkomponenten müssen oft angepasst werden - entweder im Vorfeld oder im Nachhinein.

SLS ist eine natürliche Ergänzung zum Spritzgießen in gemischten Fertigungsabläufen. Es ermöglicht uns Folgendes:

• Schnelles Herstellen von kundenspezifischen Montagesystemen oder Nutzlastadaptern
• Kurze Vorlaufzeiten für Kleinserienkonfigurationen anbieten
• Aktualisierung von Entwürfen nach der Bereitstellung ohne Tooling-Änderungen

 
Ein Drohnenhersteller, mit dem ich zusammenarbeite, verwendet Spritzguss für Standardkomponenten, während SLS die Nutzlastschächte, Antennenhalterungen und Sensorgehäuse übernimmt, die von Kunde zu Kunde variieren. Dieses Hybridmodell sorgt für Schnelligkeit, ohne die Flexibilität zu beeinträchtigen.

Anpassungsfähigkeit im Feld: Erfüllung von Verteidigungs- und missionskritischen Erfordernissen

Bei Verteidigungs- und Regierungsprogrammen geht die Flexibilität über die Fabrikhalle hinaus. Einige Kunden möchten die Hauptteile mit SLS an zentralen Standorten produzieren und dann schnelle Reparaturen oder Ersatzteile vor Ort mit Desktop-FDM-Druckern ausführen.

Dieser zweistufige Ansatz - SLS für primäre Strukturteile, FDM für vor Ort austauschbare Zubehörteile - trägt dazu bei, dass die Systeme einsatzbereit bleiben, ohne die Integrität der Flugzeugzelle zu beeinträchtigen.

In einem Fall verlangte ein Kunde aus dem Verteidigungsbereich eine komplette SLS-basierte Drohnenarchitektur, fügte aber die Anforderung hinzu, nicht-strukturelle Abdeckungen oder Zugangsklappen mit kompakten Druckern vor Ort zu drucken. Die Möglichkeit, Teile auszutauschen, während die strukturelle Integrität der Kernplattform erhalten bleibt, ist ein großer logistischer Vorteil im Einsatz.

Komplexe Geometrien, reduzierte Montage

Einer der weniger beachteten Vorteile von SLS ist die Möglichkeit, komplexe Baugruppen in einem einzigen Arbeitsgang herzustellen. Ohne Stützstrukturen können wir mehrere Merkmale in ein Teil integrieren, die sonst geklebt oder befestigt werden müssten.

Dies reduziert:

• Anzahl der Teile
• Montagezeit
• Potenzielle Fehlerquellen

So haben wir beispielsweise Kunden dabei geholfen, integrierte Batteriegehäuse mit integrierter Kabelführung und Wärmemanagement zu drucken - etwas, das mit FDM oder SLA ohne umfangreiche Nachbearbeitung einfach nicht machbar ist.

Abschließende Überlegungen

Kostengünstige 3D-Drucktechnologien werden immer ihren Platz im Rapid Prototyping und bei Hobbyanwendungen haben. Wenn es jedoch um funktionale, flugtaugliche Teile geht, die dem realen Einsatz standhalten, bietet das Selektive Lasersintern ein Gleichgewicht aus Stärke, Flexibilität und Skalierbarkeit, das andere Desktop-Lösungen nicht erreichen können.

In der Drohnenindustrie, in der sich die Nutzlasten ändern, die Missionen sich weiterentwickeln und die Erwartungen an die Durchlaufzeit immer höher werden, ermöglicht SLS den Herstellern, intelligenter zu konstruieren, schneller zu reagieren und leistungsfähigere Systeme zu liefern.

Wenn Sie herausfinden möchten, wie die additive Fertigung Ihre Arbeitsabläufe in der Drohnenproduktion rationalisieren oder verbessern kann, stelle ich Ihnen gerne weitere Beispiele aus der Praxis vor oder helfe Ihnen bei der Bewertung von Teilen, die für SLS in Frage kommen. Die Möglichkeiten sind vielfältig, und die Lernkurve ist kürzer als Sie vielleicht erwarten.