Kerangka drone dengan berat hanya 6 gram telah berhasil diproduksi menggunakan teknologi pencetakan 3D Selective Laser Sintering (SLS) dari TPM3D dan material canggih. Hasil ini menyoroti bagaimana manufaktur aditif membantu para pembuat drone mencapai desain yang lebih ringan dan kuat—dengan cepat dan efisien.
Seiring meningkatnya penggunaan drone di berbagai sektor—mulai dari pemetaan dan pertanian hingga penyelamatan, balap, dan inspeksi—para produsen menghadapi tekanan yang semakin besar untuk mengurangi bobot sambil mempertahankan kinerja. Pencetakan 3D, dan khususnya SLS, terbukti menjadi alat yang berharga dalam memenuhi tuntutan ini.
Menurut Precedence Research, pasar global untuk drone cetak 3D diperkirakan akan tumbuh dari USD 812 juta pada tahun 2024 menjadi USD 3.92 miliar pada tahun 2034, dengan tingkat pertumbuhan tahunan gabungan sebesar 17.1%.
Mengapa SLS Menonjol
Berbagai teknologi pencetakan 3D digunakan dalam pembuatan UAV saat ini, termasuk Powder Bed Fusion (PBF), Fused Deposition Modeling (FDM), dan Continuous Fiber Reinforcement (CFR). SLS, metode PBF terkemuka, telah muncul sebagai solusi pilihan karena keunggulannya dalam kekuatan sumbu Z, volume cetak, hasil akhir permukaan, fleksibilitas desain, dan efisiensi biaya. Teknologi ini memungkinkan produksi komponen struktural kompleks tanpa memerlukan struktur pendukung, meminimalkan pemrosesan pasca-produksi dan pemborosan material.
Dengan pengalaman lebih dari 20 tahun dalam teknologi SLS, TPM3D telah membangun rangkaian lengkap sistem pencetakan 3D dan material berkinerja tinggi. Ini termasuk nilon yang diperkuat serat karbon dan serat kaca untuk kekuatan dan kekakuan, Nylon 11 dan kopoliamida untuk ketahanan terhadap benturan, serta polimer tahan api untuk keamanan tambahan.
Material-material ini cocok untuk berbagai komponen UAV. Pada drone multirotor, material ini dapat digunakan untuk lengan, dudukan baterai, dan pelindung baling-baling. Pada drone sayap tetap, material ini diaplikasikan pada badan pesawat terintegrasi, tangki bahan bakar, dan struktur sayap internal. Material dan teknologi bubuk polimer TPM3D memberikan fleksibilitas kepada produsen untuk memenuhi beragam tuntutan kinerja.
Kerangka 6 Gram untuk UAV Mikro
Dalam demonstrasi baru-baru ini, teknologi SLS TPM3D memungkinkan produksi rangka drone mikro yang dioptimalkan secara topologi dengan ukuran 66 x 66 x 32.6 mm. Menggunakan Precimid1174Pro CF (Nylon 12 yang diperkuat serat karbon), rangka tersebut dicetak dalam satu bagian tanpa struktur pendukung. Meskipun hanya berbobot 6 gram, rangka tersebut mempertahankan kekakuan struktural yang sangat baik. Drone yang telah dirakit sepenuhnya hanya berbobot 35 gram—tenang, lincah, dan ideal untuk digunakan dalam penerbangan di dalam ruangan, ruang terbatas, atau misi dengan muatan ringan.
Dibandingkan dengan Nylon 12 tanpa pengisi, versi yang diperkuat serat karbon memberikan peningkatan kekuatan tarik sebesar 91% (88 MPa) dan peningkatan kekuatan lentur sebesar 165% (135 MPa), serta kekakuan yang jauh lebih baik. Hal ini memastikan ketahanan yang sangat baik terhadap deformasi dan keretakan selama pengoperasian.
Mengatasi Kompleksitas Struktural dalam Produksi Quadcopter
Dalam proyek lain yang melibatkan platform quadcopter, solusi SLS dari TPM3D digunakan untuk memproduksi komponen struktural dengan geometri yang sangat kompleks. Komponen tersebut memiliki dinding tipis, tab yang saling mengunci, pola lubang, dan fitur pengunci jepret—yang semuanya sulit diproduksi menggunakan metode tradisional.
Karena kebutuhan jangkauan jauh dan daya tahan drone, kekuatan dan berat sangatlah penting. TPM3D memilih Precimid1176Pro GF30 BLK, material Nylon 12 yang diperkuat serat kaca, untuk memenuhi kebutuhan ini. Dicetak melalui SLS, komponen-komponen tersebut mencapai keseimbangan antara kekakuan dan akurasi detail, memastikan stabilitas penerbangan dan ketahanan mekanis.
Komponen hasil cetakan tersebut menjalani serangkaian pengujian di dunia nyata:
- Uji beban statis: Komponen-komponen tersebut berhasil menopang beban berat tanpa deformasi atau kegagalan struktural yang terlihat.
- Uji siklus suhu tinggi-rendah: Komponen-komponen tersebut mempertahankan stabilitas dimensi dan kinerja mekanis di bawah kondisi suhu ekstrem yang disimulasikan.
- Uji perisai elektromagnetik: Drone tersebut mampu mempertahankan komunikasi yang stabil di lingkungan dengan interferensi tinggi, tanpa menunjukkan kehilangan sinyal atau masalah kontrol.
- Uji penerbangan dinamis: Pada kecepatan terbang 8 m/s dengan manuver agresif, komponen yang dicetak mampu bertahan di bawah tekanan dan getaran terus menerus, yang menegaskan kesiapannya untuk misi UAV yang menuntut.
Mendukung Generasi UAV Berikutnya
Seiring semakin canggihnya drone, kemampuan untuk memproduksi komponen yang kuat, ringan, dan kompleks dengan cepat akan menjadi sangat penting. Investasi jangka panjang TPM3D dalam sistem pencetakan SLS dan penelitian & pengembangan material menjadikannya mitra tepercaya bagi produsen drone yang mencari siklus pengembangan lebih cepat, kinerja lebih baik, dan risiko produksi lebih rendah.
