Case Study 洛克希德·马丁公司的小型无人机有一个大精神

【概要描述】 Protolabs的可制造性反馈和报价系统的自动化设计加速了起飞

分类：产业应用
发布时间：2023-07-17 14:17
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在加拿大，加拿大皇家骑警(RCMP)正在使用一种新的无人机模型Indago四轴飞行器，用于搜索和救援任务、交通事故重建、犯罪现场的法医鉴定和其他空中警察程序。

执法机构，如加拿大皇家骑警队，其他民间急救人员和军队，是马里兰州贝塞斯达的洛克希德·马丁公司为其商用级Indago四轴飞行器(UAV)或无人机寻找市场的主要例子。除了执法和军事客户，这种新无人机的其他用途包括消防队员、房地产公司、农民和建筑公司。Indago由洛克希德公司的Procerus子公司开发，原型开发和小批量生产由Protolabs提供帮助，是一种5磅重的小型折叠式四轴飞行器。

该飞机能够从其地面控制器在各种范围内工作——使用集成天线解决方案可达1.5英里(2.5公里)，根据洛克希德公司的说法，在地面以上500英尺(AGL)和18，000英尺平均海平面(MSL)的高度下工作。洛克希德·马丁公司表示，该无人机能够携带多种可互换的有效载荷，有效载荷的平均飞行时间为45分钟以上。

加速设计

与同事讨论问题有时会让事情发生。对于米格尔·佩雷斯(Miguel Perez)来说，后来成为Indago无人机的整个开发过程中的关键一步要追溯到他与萨姆·拉塞尔(Sam Russell)关于Protolabs的一次对话。佩雷斯和拉塞尔都是Procerus的工程师。佩雷斯回忆说，拉塞尔“在网上发现了Protolabs，并利用该公司开展了一个不同的项目，发现Protolabs可以迅速扭转局面”。佩雷斯说，在产品开发中，“我们经常需要快速的零件，就像昨天一样，所以快速制造很重要，因为它加快了设计过程。”

“一天之内，你会得到一个答案，比如你是否能出演这个角色，你是否需要做出改变。”

佩雷斯提到的另一个速度因素是他发现可以从Protolabs的自动报价系统中获得的反馈，该系统包括一个可制造性设计组件。他说这个系统是关键。“那个自动报价系统太神奇了。一天之内，你会得到一个答案，比如你是否能胜任这个角色，你是否需要做出改变等等。你可以很快做到这一点，上传一个新版本，并在几天内得到一个零件，而不是一个星期，只是从其他制造商的报价。"

作为导师的报价系统

在Perez从Protolabs收到任何实际的快速周转零件之前，他发现该公司的DFM分析充当了一个有价值的导师，指导他完成各种零件迭代，并最终引导他从最初的3D打印要制作原型的项目注塑.

“报价系统棒极了，”佩雷斯说。“它首先会立即告诉我某个产品是否可以成型，此外，它还能让我大致了解模具成本和零件成本，而且每次都是在一天之内……它基本上教会了我如何设计注塑零件。在此之前，我对注塑零件的设计并不熟悉。”

佩雷斯说，他面临的最初设计挑战是将3D打印设计“变得可塑”他回忆说，他会向Protolabs的自动报价系统提交一个未经修改的模型，然后获得反馈，例如，关于半模可能如何工作的反馈，建议的侧拉和无法成型的特征的突出显示。

Indago是一种5磅重的小型可折叠四轴飞行器。

“然后，我会使用这些信息将零件制成多个可成型的接口零件，以保持设计意图，”佩雷斯说。然后，他将重新提交修改后的零件，并从报价系统获得更多关于模具可能如何制作的反馈，例如，向他显示他可能忽略了底切和需要在适当方向上拔模的地方，以及由于模具的可加工性而可能出现圆角和未成形特征的地方。

“这是一种迭代设计方法，由于报价系统的快速周转，这种方法被加速了，”Perez说。“通过使用这一流程，我能够更好地了解什么是可塑的，什么是可塑的。因为我从报价中的DFM分析中学到了什么，所以我能够思考我需要如何修改其他部分，并以更少的迭代来这样做。我会提交这些新部件，并很快获得反馈，表明我在正确的轨道上，同时确保我忽略的功能引起我的注意。”

关于模型原型的争论

无人机的早期概念是由3D打印的零件制成的选择性激光烧结尼龙，佩雷斯解释道。“我们用3D打印的零件制作原型和制造产品。”在当时，这是有意义的，“因为SLS零件并不差，而且我们当时生产的零件数量不足以证明我们有理由去模制零件，并使用大型、昂贵的模制室来制造钢模具。”

然而，佩雷斯说，“Protolabs改变了我们对此的看法。”为什么？

“归根结底，我们想知道转向注塑尼龙是否会提高批次一致性，”他解释道。因此，佩雷斯说，他引用了一些注射成型零件，“只是为了了解完成注射成型的成本。基本上，对我来说，这是一项可行性研究，看看我能否说服我们的领导层采取这一步骤，特别是因为我们的数量(无人机订单)正在增加。”这是自动报价系统中的DFM元素帮助Perez创建注塑设计的过程中的一个点，并使他相信他们可以为无人机提供注塑零件。“领导层回来说，‘让我们开始吧。’"

这个CAD模型显示了Protolabs为无人机制造的许多部件之一，这些部件由抗冲击改性尼龙制成。

转变已经完成。佩雷斯说，Protolabs的注射成型服务现在用于Indago 2的原型制作和小批量生产，这是无人机的最新版本，其热塑性部件由耐用的工程级尼龙材料制成。最初，零件是由SLS尼龙12制成的。现在，该公司正在用一种特别坚固的尼龙66注射成型，这种尼龙提高了零件的整体强度。Indago 2于2015年12月发射。

佩雷斯说，他和他的同事对结果感到满意，忍不住再次提到速度因素。“在四个月的时间里，我们从决定转向注塑成型，到拥有最终产品并进行组装。”

佩雷斯说，2016年的计划包括“增加”Indago 2的产量，以满足当前和未来的客户订单。

合作拯救生命

洛克希德·马丁公司和国际救生项目于2015年宣布合作，这将有助于人道主义搜救工作。Indago无人机将与洛恩工程公司开发的轻型天线和接收器集成在一起。该系统将允许项目救生机构和第一反应人员快速找到离家出走的有特殊需要的人。

源文摘自：Protolabs

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