نقش پرینت سه بعدی در لجستیک هواپیماهای بدون سرنشین « Fabbaloo

چارلز آر. گولدینگ و پریتی سولیهاوی هم افزایی دگرگون کننده بین چاپ سه بعدی و تحویل هواپیماهای بدون سرنشین را بررسی می کنند و کشف می کنند که چگونه اجزای سبک وزن و طرح های نوآورانه در حال تغییر شکل چشم انداز لجستیک هستند.

هواپیماهای بدون سرنشین به دلایلی از درگیری های ژئوپلیتیکی تا مشاهده اشیاء پرنده ناشناس توجه جهانی را به خود جلب کرده اند. با این حال، در میان این جنون رسانه ای، یکی از کاربردهای دگرگون کننده پهپادها بی سر و صدا در لجستیک متحول می شود: سیستم های تحویل. صنعت تحویل هواپیماهای بدون سرنشین در آستانه رشد تصاعدی است و شرکت هایی مانند Zipline، DroneUp و Matternet پیشتاز این هزینه هستند. در قلب این تکامل، یک توانمندساز قدرتمند نهفته است - فناوری چاپ سه بعدی، که در ساخت قطعات سبک وزن و باکیفیت مورد نیاز هواپیماهای بدون سرنشین بسیار مهم است.

وعده رو به رشد هواپیماهای بدون سرنشین تحویلی

پهپادهای تحویلی با ایجاد امکان تحویل سریعتر و کارآمدتر کالاهای ضروری، چشم انداز لجستیک را تغییر می دهند. زیپ لاین، پیشرو در این زمینه، با عملیات موفقیت آمیز دارورسانی خود در آفریقا در اثبات این مدل نقش بسزایی داشته است. Zipline که اکنون به ارزش 4.2 میلیارد دلار آمریکا رسیده است، 500 میلیون دلار برای گسترش دامنه و قابلیت های خود جمع آوری کرده است. در ایالات متحده، Zipline تاکنون بیش از 1.3 میلیون تحویل را در شهرهایی مانند دالاس، سالت لیک سیتی و نزدیکی دفتر مرکزی Walmart در Bentonville، آرکانزاس تکمیل کرده است.

این پهپادها که قادر به حمل محموله های چهار پوندی هستند، به ویژه برای تحویل دارو و مواد غذایی مناسب هستند - بخش هایی که سرعت و قابلیت اطمینان در آنها بسیار مهم است. تقاضای مصرف کننده برای تحویل سریع و راحت، همانطور که موفقیت پلتفرم هایی مانند DoorDash و Uber Eats نشان می دهد، به این تغییر دامن می زند. بازیگران بزرگی مانند آمازون، والمارت و گوگل به شدت در زیرساخت های تحویل پهپاد سرمایه گذاری می کنند تا از این فرصت استفاده کنند.

نقش پرینت سه بعدی در ساخت هواپیماهای بدون سرنشین

الزامات پیچیده تولید پهپاد، پرینت سه بعدی را به یک راه حل ایده آل تبدیل می کند. پهپادها برای بهینه سازی عملکرد پرواز، به حداقل رساندن مصرف انرژی و اطمینان از قابلیت اطمینان، به قطعات سبک وزن و در عین حال بادوام نیاز دارند. در اینجا آمده است که چگونه پرینت سه بعدی تولید این اجزای حیاتی را ممکن می کند:

1. قاب های سبک وزن

قاب های هواپیماهای بدون سرنشین باید به اندازه کافی مستحکم باشند تا از محموله ها پشتیبانی کنند و تنش های محیطی را تحمل کنند و در عین حال سبک وزن باشند تا از کارایی اطمینان حاصل شود. چاپ سه بعدی سازندگان را قادر می سازد از موادی مانند پلیمرهای تقویت شده با فیبر کربن و کامپوزیت های سبک وزن پیشرفته استفاده کنند. این مواد قوی، سبک وزن و قابل تنظیم برای طراحی های خاص پهپاد هستند.

به عنوان مثال، پهپادهای تحویلی Zipline از قاب هایی استفاده می کنند که برای عملکرد سبک وزن و آیرودینامیک بهینه شده اند. پرینت سه بعدی به ساختارهای شبکه ای پیچیده اجازه می دهد که بدون اضافه کردن وزن غیر ضروری، استحکام را فراهم می کنند، که عاملی کلیدی در توانایی هواپیماهای بدون سرنشین برای دستیابی به برد پرواز طولانی تر است.

2. بهینه سازی پروانه

ملخ ها از مهم ترین اجزای هواپیماهای بدون سرنشین هستند که مستقیماً بر رانش، پایداری و سطح نویز آنها تأثیر می گذارند. روش های تولید سنتی می توانند هنگام ایجاد طرح های پیچیده ملخ محدودکننده باشند، اما چاپ سه بعدی بر این چالش ها غلبه می کند.

با استفاده از پرینت سه بعدی با وضوح بالا، سازندگان می توانند هندسه های ملخ سفارشی متناسب با نیازهای آیرودینامیکی خاص پهپادهای مختلف ایجاد کنند. موادی مانند نایلون تقویت شده یا فیلامنت های فیبر کربنی دوام و دقت را تضمین می کنند. این انعطاف پذیری به شرکت هایی مانند Matternet اجازه می دهد تا پهپادهای خود را برای برنامه های کاربردی مراقبت های بهداشتی و تجارت الکترونیک تنظیم کنند.

3. سیستم های تحویل بار

سیستم های محموله پهپاد باید برای انواع محموله ها، از دارو های حساس به دما گرفته تا مواد غذایی شکننده، قوی و در عین حال سازگار باشند. چاپ سه بعدی امکان نمونه سازی سریع و تولید محفظه های بار مدولار را فراهم می کند که این نیازهای متنوع را برآورده می کند.

به عنوان مثال، DroneUp از چاپ سه بعدی برای ایجاد جعبه های تحویل سفارشی با ویژگی های یکپارچه جذب ضربه استفاده می کند. این سیستم ها از محموله های ظریف در طول پرواز محافظت می کنند و رضایت مشتری را تضمین می کنند و ضرر و زیان را کاهش می دهند.

4. پایه دوربین و سنسور

پهپادها برای ناوبری، تشخیص موانع و دقت تحویل به دوربین ها و حسگرها متکی هستند. نصب این قطعات نیازمند دقت و پایداری است. چاپ سه بعدی به سازندگان اجازه می دهد تا پایه های سفارشی با تحمل بالا ایجاد کنند و اطمینان حاصل شود که دوربین ها و سنسورها حتی در شرایط آشفته هم تراز و کار می کنند.

به عنوان مثال، پهپادهایی که برای عملیات BVLOS طراحی شده اند، به سیستم های حسگر پیشرفته تری برای حرکت مستقل نیاز دارند. پایه های پرینت سه بعدی می توانند این فناوری های پیشرفته را در خود جای دهند و به طور یکپارچه در ساختار پهپاد ادغام شوند.

5. محفظه باتری و سیستم های خنک کننده

سیستم های باتری کارآمد برای افزایش زمان پرواز و پشتیبانی از محموله های سنگین تر حیاتی هستند. چاپ سه بعدی امکان ایجاد محفظه های باتری سبک وزن و کارآمد حرارتی را فراهم می کند که در عین حفظ دمای بهینه از باتری ها محافظت می کند.

کانال های خنک کننده را می توان مستقیماً در طرح های مسکن چاپ سه بعدی ادغام کرد و عملکرد و طول عمر را بهبود بخشید. شرکت هایی مانند Zipline و Amazon در حال بررسی چنین نوآوری هایی هستند تا کارایی عملیاتی ناوگان هواپیماهای بدون سرنشین خود را افزایش دهند.

نمونه هایی از پرینت سه بعدی در عمل

هم افزایی بین پرینت سه بعدی و ساخت هواپیماهای بدون سرنشین در حال حاضر در چندین برنامه کاربردی در دنیای واقعی مشهود است:

• کربن با طراحییک شرکت مستقر در کالیفرنیا از پرینت سه بعدی برای تولید قطعات پهپاد با کارایی بالا برای کاربردهای هوافضا و دفاعی استفاده می کند. رویکرد آنها شامل طراحی های سفارشی متناسب با نیازهای پروازی خاص هر مدل پهپاد است.
• فضای نسبیتاگرچه در درجه اول یک تولید کننده موشک است، اما نشان می دهد که چگونه ساخت افزودنی می تواند اجزای پیچیده و سبک وزن را در مقیاس ایجاد کند. تخصص آنها به تولید پهپاد تبدیل می شود و تطبیق پذیری چاپ سه بعدی را به نمایش می گذارد.
• زیپ لاین از پرینت سه بعدی برای تکرار سریع در طرح های نمونه اولیه استفاده می کند و اطمینان حاصل می کند که پهپادهای آنها معیارهای عملکرد دقیق را رعایت می کنند و در عین حال کارایی هزینه را حفظ می کنند.

شرکت دیگری که در صنعت هواپیماهای بدون سرنشین پیشگام است، Swoop Aero است. هدف اصلی آن ارائه خدمات لجستیک یکپارچه به 100 میلیون نفر تا پایان سال 2025 است. ماموریت Swoop Aero ارائه پلت فرم فناوری پیشرو در جهان برای تدارکات هواپیماهای بدون سرنشین پایدار و مقیاس پذیر است. ما قبلاً در Fabbaloo پروژه های Swoop Aero و پهپادهای چاپ سه بعدی آن را پوشش داده ایم.

چشم انداز تنظیمی

تحویل هواپیماهای بدون سرنشین با موانع نظارتی، به ویژه آنهایی که توسط FAA تحمیل شده است، مواجه است. تأییدیه های فعلی محدود به عملیات خط دید است، اما نقطه عطف بعدی، دستیابی به قابلیت های فراتر از خط دید (BVLOS) است. زمانی که این تاییدیه اعطا شود، انتظار می رود که بازار گسترش سریعی را تجربه کند.

محدودیت های فعلی FAA در عملیات هواپیماهای بدون سرنشین مانعی برای پذیرش گسترده است. تاییدیه های عملیات BVLOS پتانسیل کامل پهپادهای تحویلی را باز می کند و به آنها اجازه می دهد مناطق بزرگ تری را پوشش دهند و به پایگاه مشتریان گسترده تری خدمت کنند. انتقال به BVLOS همچنین به پهپادهای پیشرفته تری نیاز دارد که مجهز به سیستم های ناوبری پیشرفته و جلوگیری از برخورد هستند - همه مناطقی که پرینت سه بعدی نقشی محوری دارد.

اعتبار مالیاتی تحقیق و توسعه

اکنون اعتبار مالیاتی دائمی تحقیق و توسعه (R&D) برای شرکت هایی که محصولات، فرآیندها و/یا نرم افزار جدید یا بهبودیافته را توسعه می دهند در دسترس است.

چاپ سه بعدی می تواند به افزایش اعتبار مالیاتی تحقیق و توسعه شرکت کمک کند. دستمزد کارکنان فنی ایجاد، آزمایش و بازنگری نمونه های اولیه چاپ شده سه بعدی معمولاً هزینه های واجد شرایط برای اعتبار مالیاتی تحقیق و توسعه است. به طور مشابه، زمانی که به عنوان روشی برای بهبود فرآیند استفاده می شود، زمان صرف شده برای یکپارچه سازی سخت افزار و نرم افزار پرینت سه بعدی نیز می تواند یک هزینه تحقیق و توسعه واجد شرایط باشد. در نهایت، زمانی که برای مدل سازی و پیش تولید استفاده می شود، هزینه های رشته های مصرف شده در طول فرآیند توسعه نیز ممکن است بازیابی شود.

چه برای ایجاد و آزمایش نمونه های اولیه استفاده شود و چه برای تولید نهایی، چاپ سه بعدی یک شاخص عالی است که فعالیت های واجد شرایط اعتبار تحقیق و توسعه در حال انجام است. شرکت هایی که این فناوری را در هر نقطه ای اجرا می کنند باید استفاده از اعتبارات مالیاتی تحقیق و توسعه را در نظر بگیرند.

نتیجه گیری

پهپادهای تحویلی آماده تغییر لجستیک هستند و امکان تحویل سریعتر و کارآمدتر کالا در بخش های مختلف را فراهم می کنند. صنعت پرینت سه بعدی به طور قابل توجهی از این رشد سود می برد، زیرا فناوری های آن در ساخت قطعات سبک وزن و باکیفیت پهپاد ضروری است.

از قاب ها و پروانه ها گرفته تا سیستم های محموله و پایه های حسگر، چاپ سه بعدی باعث نوآوری و کارایی در طراحی هواپیماهای بدون سرنشین می شود. همانطور که شرکت هایی مانند Zipline، DroneUp و Matternet فعالیت های خود را گسترش می دهند و با تکامل چارچوب های نظارتی، تقاضا برای تکنیک های تولید پیشرفته تنها افزایش می یابد.

همکاری بین صنایع تحویل پهپاد و چاپ سه بعدی نشان دهنده یک رابطه همزیستی است که آینده لجستیک را شکل می دهد و فرصت هایی برای سرمایه گذاری، نوآوری و رشد اقتصادی ایجاد می کند. با وجود چاپ سه بعدی در خط مقدم، امکان تحویل هواپیماهای بدون سرنشین واقعا بی حد و حصر است.