Drohnen aus dem 3D-Drucker

Fliegende Drohe mit Kamera

Foto: Pixabay/Ely Penner
Der Trend rund um Drohnen hält an, einen spürbaren Einfluss auf diese Entwicklung haben die 3D-Technologien. Drohnen werden für die unterschiedlichsten Zwecke im kommerziellen und im privaten Bereich eingesetzt: für den Transport von Waren, zur Paketzustellung, zur Überwachung, in der Fotografie, für Freizeitzwecke und für den militärischen Einsatz. Mittlerweile können eine Vielzahl von Bauteilen und ganze Drohnengehäuse von 3D-Druckern hergestellt werden. Die größten Vorteile gegenüber traditionellen Fertigungsmethoden: die Leichtigkeit der Bauteile und damit des gesamten Gerätes, die variantenreiche, differenzierte Fertigung ausgefallener Formen von Bauteilen auch in geringen Stückzahlen. Aber auch die kostengünstige und mittels der additiven Fertigung beschleunigte Herstellung von Bau- und Ersatzteilen tragen dazu bei, dass 3D-Druck und Drohnenbau so gut zueinander passen.


Drohnen im Bereich Hobby & Freizeit

Die Wege, als privater Interessent eine Drohne zu bekommen, sind vielfältig. Sie können schon flugfertige Drohnen kaufen aber auch fertige Drohenbausätze sind erhältlich. Oder Sie bauen Ihre Drohne aus einzelnen Bauteilen nach einer Anleitung zusammen. Durch den 3D-Druck können diese Bauteile auch zu Hause hergestellt werden. Die notwendigen (DIY)-Bauanleitungen sind im Internet und entsprechenden Foren zu finden. Für den 3D-Druck geeignet sind insbesondere Propeller, Rahmen, Landeausrüstung, Kamera- und Antennenhalterungen und Schutzausrüstung, aber auch Gehäuse für die Fernsteuerung und für den Akku. Wichtig im Drohnen-Sport sind auch Ersatzteile, da beim Experimentieren, Fotos- und Videos aufnehmen oder Rennen fliegen oft Bauteile kaputt gehen.


Ein Drohnenrennen; Quelle: YouTube/Drone Racing Leaque


Profidrohnen

Katastrophenschutz & Sicherheitsbehörden

In der Verkehrsüberwachung, beim Katastrophenschutz und im Rettungsdienst werden Drohnen eingesetzt. Aber auch die Arbeit von Sicherheitsbehörden ist kaum noch denkbar ohne Drohnenunterstützung. Drohnen werden zum Finden von Personen oder Objekten, zur Überwachung schwer zugänglicher oder großer Gebiete oder zum Erstellen von detaillierten Lagebildern von Katastrophen, eingesetzt. Drohnen übernehmen dabei immer mehr die Aufgaben von Hubschraubern und können so zum Beispiel auch Daten für die Verkehrsorganisation sammeln, um das Stau- und Verkehrsmanagement zu verbessern.

Forschung & Wissenschaft

Auch Wissenschaft und Forschung nutzen die vielfältigen Möglichkeiten von Drohnen. Die kleinen Flugmaschinen liefern, bestückt mit den unterschiedlichsten Objektiven, Luftbilder mit Infrarot, Ultraschall, Magnetfeld oder Wärmebild. Damit werden Bestandsaufnahmen von Pflanzen und Tieren ermöglicht, Siedlungsspuren im Boden und archäologische Besonderheiten, Uferverläufe usw. aufgedeckt.

Land-/Forstwirtschaft

Drohnen kommen bei der Überwachung großer Gebiete, zur Trockenheits- und Feuchtigkeitskontrolle oder Schädlingsbefall aber auch bei der Planung und Steuerung von Saatgut-, Dünger- und Pflanzenschutzmittelaustrag zu Einsatz.

Zustelldienste/Logistik

Erste Versuche von Online-Versandhändlern und Postdienstleistern zum Transport von Gegenständen mithilfe von Drohnen klingen vielversprechend. Es scheint keine ferne Vision mehr zu sein, dass Pakete, Essen, Briefe und Arzneimittel direkt zum Kunden oder zur Sammelstation von Drohnen geflogen werden können.


Drohne beim Besprühen eines Feldes

Drohne im Einsatz für die Landwirtschaft. Foto:DJI-Agras/Pixabay

Logistikdrohne von DHL; Foto: Frank Höffner; Lizenz: CC BY-SA 3.0.

Diese vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Drohnen im Profibereich stellen an das Material der Flugmaschinen anspruchsvolle Herausforderungen. Die Bauteile, meist sehr viele unterschiedliche Komponenten, müssen leicht und flexibel sein und spezielle Funktionen erfüllen. Weiterhin müssen die Bauteile kostengünstig, auch in kleinen Stückzahlen, herstellbar sein. Hier spielt der industrielle 3D-Druck seine Stärken aus, sowohl im Metall-3D-Druck wie auch durch das Multi-Jet-Fusion (MJF) – Verfahren, für stabile Kunststoffe. Wer die entsprechenden Maschinen nicht selbst zur Verfügung hat, kann auf die Expertise von erfahrenen 3D-Druckdienstleistern, wie 3Faktur zurückgreifen.


Zukunftsvision: autonome Flugtaxis

Noch sind autonome Flugtaxis eine Zukunftsmusik, doch die Firmen Lilium aus Bayern, Volocopter aus Karlsruhe und Boeing haben schon erfolgreiche erste Flüge mit ihren Flugtaxis absolviert. In diesem Zukunftsbereich spielt der 3D-Druck eine wichtige Rolle insbesondere bei der Produktentwicklung und bei der Herstellung einzelner Bauteile. Ähnlich den Anforderungen in der Luft- und Raumfahrt mit ihren hohen Sicherheitsstandards müssen die Teile leicht und stabil sein, denn Gewicht kostet Geld und Leistung. Gerade beim Leichtbau kann der 3D-Druck mit seiner Geometriefreiheit seine Stärken ausspielen – insbesondere zur Herstellung der Innenausstattung der Fluggastkabinen. Da in absehbarer Zeit erst einmal vergleichsweise geringe Stückzahlen von Flugtaxis hergestellt werden, bieten sich additive Fertigungsverfahren gegenüber den „traditionellen“ Gussverfahren an. Dies gilt für die Herstellungsgeschwindigkeit aber auch für die entstehenden Kosten.


Ausblick

Die Geometriefreiheit der industriellen 3D-Druckverfahren ist insbesondere für den Leichtbau von immenser Bedeutung, dadurch wird das Fliegen günstiger. Mache Konstruktionen sind auch erst möglich durch 3D-Druck. In absehbarer Zeit werden erst mal vergleichsweise geringe Stückzahlen hergestellt, hier bieten die 3D-Drucktechnologien einen spürbaren Kosten- und Geschwindigkeitsvorteil gegenüber den „traditionellen“ Methoden. Im Bereich des hobbymäßigen Drohnenbaus kommen auch 3D-Druckverfahren wie das FFF zum Einsatz, da somit eine kostengünstige Möglichkeit besteht, Bauteile und Ersatzteile herzustellen.
Die Fortschritte im Bereich des Metall-3D-Drucks eröffnen weitere spannende Möglichkeiten des Einsatzes der additiven Fertigungsmethoden in der Luftfahrt.


3faktur Logo

Über 3Faktur: 3Faktur ist Spezialist für 3D-Druck, Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing. Wir arbeiten mit verschiedenen 3D Druckverfahren und -systemen, sowie unterschiedlichen Materialien im Prototypenbau und in der Kleinserienproduktion. Sollten Sie Fragen zu Ihrem Projekt haben, können Sie uns gern kontaktieren.

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