3D 프린팅 드론 및 무인항공기(UAV)

3D 프린팅 드론 및 무인 항공기(UAV)가 제공하는 이점은 항공우주 및 방위 산업을 혁신하고 있습니다. 기존 제조 방식을 산업용 적층 제조(AM)로 대체함으로써, 기업들은 필요에 따라 고도로 최적화된 항공기를 설계하고, 반복적으로 개선하며, 생산할 수 있습니다. 산업용 3D 프린팅 드론의 장점으로는 상당한 중량 감소, 조립 과정의 간소화, 공기역학적 최적화, 그리고 시장 출시 기간 단축 등이 있습니다.

 

3D 프린팅으로 제작된 드론은 기존 드론만큼 효율적일까?

네, 3D 프린팅으로 제작된 드론은 설계만 잘 된다면 기존 드론만큼이나 효율적이거나, 심지어 더 효율적일 수도 있습니다. 과거의 항공기들은 탄소 섬유 시트와 정교한 수작업 레이아웃을 활용했지만, 현대의 산업용 3D 프린팅 워크플로는 내부 구조를 최적화하여 질량을 최소화합니다.

엔지니어들은 첨단 기하학적 자유도를 활용함으로써 구조물의 중량을 최대 40%까지 줄일 수 있습니다. 이러한 획기적인 중량 감소는 비행 시간을 직접적으로 늘리고, 탑재 하중 용량을 증가시키며, 최대 비행 속도를 높이거나 임무 시간을 연장함으로써, 드론 제조사들이 기존 제조 방식의 구조적 한계를 뛰어넘을 수 있게 해줍니다.

 

무인항공기(UAV) 및 드론 부품에 3D 프린팅을 선택해야 하는 이유는 무엇인가요?

공구가 많이 필요한 사출 성형과 같은 기존 기법에서 벗어나면, 원활한 맞춤 제작과 진정한 엔지니어링의 자유를 누릴 수 있습니다. 산업용 3D 프린팅 기술은 여러 부품으로 구성된 조립체를 일체형 구조로 대체하여, 복잡한 부품을 단일 출력물로 제작할 수 있게 해줍니다. 또한 초기 시제품 제작 단계에서 팀은 디지털 3D 파일을 수정하고, 새로운 3D 모델을 업로드한 뒤, 몇 시간 내에 작동 가능한 시제품을 출력할 수 있어 전체 개발 비용을 대폭 절감할 수 있습니다.

어떤 드론 및 무인항공기(UAV) 부품을 3D 프린팅으로 제작할 수 있을까요?

산업용 3D 프린터는 민감한 전자 부품과 핵심 실리콘을 제외하고는 드론 구조의 거의 전부를 3D 프린팅할 수 있습니다. 항공 산업에 최적화된 주요 부품 범주는 다음과 같습니다:

드론 구조용 프레임(섀시)

생산량: 소량에서 중량의 연속 생산.
크기: 초소형 드론 프레임부터 대규모 상용 기체 날개폭에 이르기까지 확장 가능한 구성.
기술: 선택적 레이저 소결(SLS).
소재: 탄소섬유 강화 폴리아미드 또는 고내구성 나일론.
적층 제조(AM)의 장점: 티타늄 및 알루미늄과 같은 금속은 경량이며 필수적인 내진성을 제공합니다.

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공기역학적 인클로저 및 센서 마운트

생산량: 고도로 맞춤화된 주문형 일괄 생산.
크기: 내부 비행 제어기 또는 특수 FPV 카메라를 보호할 수 있도록 정밀하게 맞춤 제작.
기술: SLS.
소재: 난연성 폴리머.
적층 제조(AM)의 장점: 높은 치수 정밀도로 스냅핏 방식의 모듈성을 보장하며, 드론의 핵심 부품을 보호합니다.

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기계 조립체 및 추진 장치

생산량: 주문형 교체용 배치 생산.
크기: 중소형 특수 드론 부품.
기술: 직접 금속 레이저 소결(DMLS).
소재: 티타늄 또는 경량 알루미늄.
적층 제조(AM)의 장점: 최적화된 중량 대 강도 비율을 갖춘 고응력 프로펠러 허브 또는 복잡한 랜딩 기어를 제작할 수 있습니다.

EOS는 무인항공기(UAV) 용도로 어떤 소재를 권장하나요? 금속인가요, 폴리머인가요?

항공기의 성능을 위해서는 올바른 소재를 선택하는 것이 매우 중요합니다. 일반 드론 애호가나 취미로 드론을 조종하는 사람들은 대개 다색 인쇄가 가능한 소형 FDM 프린터에서 기본 필라멘트를 사용하지만, 산업용 무인항공기(UAV) 생산에는 고성능 폴리머와 항공우주 등급 금속이 필요합니다.

 

폴리머 소재

EOS는 대부분의 구조용 폴리머 요청에 대해 엔지니어링 등급 나일론(예: PA 12)을 적극 권장합니다. 이 소재는 장기간의 현장 운영에 필요한 인장 강도, 피로 저항성 및 환경 내구성의 이상적인 균형을 제공합니다. 또한 규정 요건을 충족하는 난연성 폴리머와 감쇠 요소 제작에 적합한 유연한 폴리머도 있습니다.

 

금속 소재

고하중이 가해지는 추진 장치 마운트, 방열판 또는 구조용 착륙 연결부의 경우, EOS는 프리미엄 티타늄 및 알루미늄 합금을 권장합니다. 티타늄은 방위 산업 분야에서 타의 추종을 불허하는 강도 대 중량 비율을 제공하는 반면, 알루미늄은 뛰어난 열 방출 성능과 경량성을 자랑합니다. 또한 금속은 높은 안정성과 진동 저항성을 갖춘 구조물 및 프레임을 제작하는 데 탁월한 소재입니다.

 

귀사의 용도에 딱 맞는 소재 매트릭스를 찾으시려면, 당사의 폴리머금속 제품군 전반에 걸친 제품들을 살펴보시기 바랍니다.

드론 적층 제조 분야의 성공 사례

성공 사례

양자 시스템

 

고속 드론

  • 기능이 통합된 복잡한 형상.

  • 몇 주가 아닌 단 몇 시간 만에 신속한 설계 반복 작업을 수행할 수 있습니다.

  • 금속 및 폴리머 3D 프린팅 솔루션 제공업체.

성공 사례

1zu1 & FESTO

 

3D 프린팅으로 제작된 자율 군집 드론

  • 프레임 무게를 75% 줄여 단 3그램으로 만들었습니다.
  • 신속한 설계 반복과 짧은 리드 타임.
  • 20대의 기체로 구성된 자율 군집 비행에 성공했습니다.

성공 사례

에코파츠 & 스위스 드론 서비스

 

산업용 청소용 드론

  • 비중을 40% 줄여 비행 시간과 기동성을 극대화했습니다.
  • 진동을 최대 60%까지 줄여 비행 안정성을 높였습니다.
  • 3주 만에 개념 설계부터 부품 납품까지 완료함으로써 최종 고객의 촉박한 프로젝트 일정을 충족시켰습니다.

성공 사례

수요에 따른 부품 공급 및 드론 버드 회사

 

새 모양 모방 드론

  • 보안 감시, 농작물 보호, 공항 내 조류 충돌 방지를 위해 실제 새를 모방합니다.
  • 소재 변경으로 인해 무게가 20% 감소했습니다.
  • 유리섬유 및 탄소섬유가 보강된 소재는 강성을 높이고 경량 설계를 가능하게 합니다.

성공 사례

Ascending Technologies

 

무게 최적화된 드론

  • 케이블 라우팅 및 페이로드 어댑터가 통합된 맞춤형 경량 디자인
  • 모든 전자 부품 보호
  • 부품 통합으로 조립 시간 단축

성공 사례

수요에 따른 부품 공급 & 코르버스 드론

 

농업용 드론

  • 드론이 데이터를 수집하여 직원들이 작물 관리에 집중할 수 있도록 지원합니다
  • AM 기술은 더 강하고 강성이 높은 드론을 생산할 수 있게 하여 더 큰 날개 길이와 더 높은 충격 저항성을 갖출 수 있게 합니다.

성공 사례

AIE

 

무인 항공기에 최적화된 로터리 엔진

  • 무게 감소로 엔진 성능 향상
  • 구성 요소 통합으로 리드 타임 및 생산 비용 절감

3D 프린팅 드론에 관한 자주 묻는 질문

다음은 AM 도구 및 방법과, 이들이 드론 및 기타 무인항공기(UAV)와 어떤 관련이 있는지에 대해 자주 묻는 질문에 대한 답변입니다.

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UAV 생산을 적층 제조 워크플로로 전환하려면, 인증된 재현 가능한 결과를 제공할 수 있는 산업 파트너가 필요합니다. EOS는 첨단 레이저 소결 시스템, 검증된 소재, 전문 컨설팅으로 구성된 통합 생태계를 제공하여, 초기 개념 단계부터 본격적인 양산 단계에 이르기까지 원활하게 확장할 수 있도록 지원합니다.

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활용 사례