Fallstudie zur CNC-Bearbeitung: Industrielle UAV-Komponenten

Hochpräzise 5-Achs-Fräs- und Montagearbeiten für leichte Drohnenstrukturen aus 7075 Aluminium und Kohlefaser, entwickelt für Vermessungs- und Logistikmissionen mit hoher Nutzlast.

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Industrial Drone Parts

Technische Spezifikationen

Kunde
Lukas SchmidtLeitender Ingenieur bei SkyVision UAV-Lösungen
Standort
München, Deutschland
Technologie
5-Achs-CNC-Simultanfräsen, Präzisionsdrehen, Vakuum-Spannvorrichtungsfräsen
Material
7075-T6 Aluminium, 3K-Köperbindung aus Kohlenstofffaser, PEEK (Polyetheretherketon)
Toleranz
±0,01 mm (kritische Bezugspunkte) / ISO 2768-m (allgemein) .
Warum Rapid Model?
Akquisitionskanal: Google Ads (Suche); Conversion: Technische Beratung via WhatsApp.

Die Verbindung: Einen zuverlässigen Partner finden

SkyVision begegnete zum ersten Mal Schnelles Modell während der Recherche nach High-End-Fertigungspartnern über LinkedIn und spezialisiert Google-Suche Anfragen. Nachdem ich von einem Google Ads Im Zuge einer Kampagne, die speziell unsere Kompetenzen im Bereich der Dünnwandbearbeitung hervorhebt, meldete sich Lukas Schmidt.

„Wir waren von lokalen Anbietern enttäuscht worden, die ±0,01 mm versprachen, aber Teile mit sichtbaren Vibrationen und innerer Spannungsverformung lieferten“, bemerkte Lukas. Trotz der geografischen Entfernung beschlossen sie, sich mit einem Angebot an uns zu wenden.„Testchargen“-Mentalität—anfangs skeptisch, aber verzweifelt auf der Suche nach einem Geschäft, das die Spezifikationen tatsächlich vorrätig halten konnte.

Projekthintergrund: Das Dilemma „Gewicht vs. Steifigkeit“

Das Projekt umfasste die Schwerlastdrohne der dritten Generation „Atlas“. Frühere Versionen litten unter folgenden Problemen:harmonische Schwingung Während des Hochgeschwindigkeitsfluges wurde die Genauigkeit des LIDAR-Sensors beeinträchtigt. Die Rahmenkonstruktion musste leicht genug für eine Flugzeit von 45 Minuten, aber gleichzeitig steif genug sein, um dem Drehmoment von Industriemotoren mit hoher KV-Zahl standzuhalten.

Unsere Sofortmaßnahmen und unser technischer Fahrplan

Nach Erhalt der 3D-STEP-Dateien erstellte unser Ingenieurteam nicht einfach nur ein Angebot. Wir führten eine Design for Manufacturing (DFM)-Überprüfung und stellten fest, dass sich die 1,8 mm dünnwandigen Armabschnitte bei der Bearbeitung mit Standardklemmung wahrscheinlich verziehen würden.

Unsere Strategie:

  • Stressmanagement: Wir schlugen ein stufenweises Materialabtragverfahren vor – Schruppen, gefolgt von einem 24-stündigen Spannungsarmglühen, bevor der letzte Feinschliff erfolgt.
  • Sonderanfertigungen: Wir haben dedizierte Vakuumfutterum den Klemmdruck gleichmäßig zu verteilen und so den bei 7075-T6 in Luft- und Raumfahrtqualität üblichen Rückfederungseffekt zu verhindern.
  • 5-Achsen-Logik: Um das Winkelverhältnis zwischen Motorhalterung und Hauptchassis beizubehalten, haben wir festgestellt, dass das Bauteil in einem bestimmten Verfahren bearbeitet werden muss. Einzelkonfiguration auf unserer Haas UMC-750.

Projektherausforderungen & Wertschöpfung durch Kostenreduzierung

Der HauptherausforderungDie interne Aussparung des Gimbal-Gehäuses wies komplexe, zusammengesetzte Kurven auf. Um SkyVision eine Skalierung zu ermöglichen, ohne das F&E-Budget zu sprengen, schlugen wir Folgendes vor:Hybridverarbeitung Ansatz. Durch die Änderung der nicht kritischen inneren Verrundungen von R0,5 auf R1,5 ermöglichten wir den Einsatz von Fräsern mit größerem Durchmesser bei höheren Vorschubgeschwindigkeiten. Reduzierung der Bearbeitungszeit (und der Kosten) um 18 % ohne Beeinträchtigung der strukturellen Integrität oder des Gewichts.

Precision Drone Component Inspection

Von der CAM-Programmierung bis zur Endabnahme

Unsere CNC-Programmierer nutzten Mastercam Entwicklung von Hochgeschwindigkeits-Trochoidfräsbahnen, um den Wärmetransfer zum Werkstück zu minimieren.

  • Zeitleiste: Die ersten Artikel wurden in 5 Tagen fertiggestellt; die komplette Charge von 20 Sets wurde innerhalb von 12 Werktagen versandt.
  • Qualitätssicherung: Alle kritischen Daten wurden mithilfe eines Hexagon CMMWir haben für jedes Bauteil einen vollständigen Maßbericht (FAI) und Materialwerkszeugnisse (Zertifikat 3.1) bereitgestellt.
  • Das Ergebnis: Der Kunde berichtete von einer 30%igen Reduzierung der Schwingungsresonanz während des ersten Flugtests im Vergleich zum vorherigen Prototyp.

Zukunftsorientiert: Ein Vorschlag zur Optimierung der 4. Generation

Aufgrund unserer Erfahrungen mit dieser Lieferung haben wir SkyVision bereits eine Vorschlag „Phase 2“ für ihre nächste Produktionsrunde.

Anstelle des herkömmlichen 7075-T6-Stahls für die Motorhalterungen testen wir einen Metallmatrix-Verbundwerkstoff (MMC) oder möglicherweise ein Topologische Optimierung (Generativer Designansatz). Durch die Verwendung von 3D-gedruckten Titaneinsätzen für die hochbelasteten Befestigungspunkte in Kombination mit einer Kohlefaser-Umspritzung glauben wir, das Strukturgewicht um weitere 12 % reduzieren und gleichzeitig den Dämpfungskoeffizienten weiter erhöhen zu können – Schwingungsprobleme werden also an der Quelle und nicht über Software gelöst.

„Die meisten Betriebe schneiden einfach das aus, was in der Zeichnung steht. Rapid Model hat die Flugdynamik analysiert und uns erklärt, warum unsere Zeichnung möglicherweise nicht funktionieren würde. Solch ein technisches Verständnis ist selten. Sie sind nicht länger nur ein Lieferant, sondern unser technischer Partner.“

— Lukas Schmidt, leitender Ingenieur

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Egal, ob Sie uns über unsere technischen Einblicke auf LinkedIn oder über eine Google-Suche gefunden haben, wir sind bereit, Ihre komplexesten Geometrie-Herausforderungen zu lösen.

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