SLS-3D-Druck sichert Drohnenhersteller Boresight einen millionenschweren Auftrag

An den Fronten militärischer Konflikte vollziehen sich einige der schnellsten Technologiewandel der Welt. Die Streitkräfte müssen stets auf dem neuesten Stand der Technik bleiben, um die Einsatzbereitschaft des Militärs und damit Sicherheit zu gewährleisten. Das stellt Zulieferer jedoch der Herausforderung gegenüber, mit der Entwicklung Schritt zu halten. Unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) oder Drohnen sind vielleicht das beste Beispiel für eine Hardware-Technologie, die fast ständig iteriert werden muss, um mit der dynamischen Militärbranche mitzuhalten.

Boresight, ein australischer Drohnenhersteller, hebt sich in dieser unübersichtlichen Branche dadurch ab, dass er qualitativ hochwertige, zuverlässige Zieldrohnen zu extrem niedrigen Kosten herstellt, aber auch technisch fortgeschrittenere taktische Drohnen, die vom australischen Programm Australian Strategic Capability Accelerator (ASCA) in Auftrag gegeben wurden.

Wir haben mit Justin Olde, Geschäftsführer von Boresight und ehemaliger Panzerkommandant, darüber gesprochen, wie das Ecosystem der Fuse-Serie und der australische Formlabs-Partner Thinglab dem Team geholfen haben, seinen Design- und Fertigungsprozess zu skalieren, um auf dem wettbewerbsintensiven Markt eine neue Produktlinie zu entwickeln.

Da Drohnen zu einem integralen Bestandteil aller Aspekte militärischer Operationen geworden sind, von der Überwachung und Aufklärung bis hin zu Kommunikationssystemen und taktischen Einsätzen, ist es unerlässlich, Streitkräfte in der Abwehr und dem Einsatz von Drohnen zu schulen.

Boresight hat sich besonders auf dem Markt für Einwegdrohnen, die bei Flugabwehrübungen eingesetzt werden, hervorgetan. Das australische Militär benötigte für die Ausbildung seiner Streitkräfte eine im Inland gefertigte Lösung, die erschwinglich und zuverlässig sein sollte und sich leicht in verschiedenen Bereichen des Militärs einsetzen lässt. Die konventionelle Fertigung mit den hohen Kosten für Produktionswerkzeuge und den langen Durchlaufzeiten hätte es Boresight erschwert, die Technologe so schnell zu iterieren und zu liefern, wie das Militär sie benötigte.

„Wir haben das gesamte Unternehmen auf 3D-Druck aufgebaut – es entspringt aus der Flexibilität und der Individualisierung, die uns der 3D-Druck ermöglicht. Unsere Zieldrohnen werden mit FDM-Druck aus PLA-Filament gedruckt, weil sie so kostengünstig wie möglich sein müssen – sie werden schließlich gebaut, um zerstört zu werden“, erklärt Justin. Da der FDM-3D-Druck so preiswert war, konnte Boresight einen extrem kostengünstigen Fertigungsprozess aufbauen, der dennoch zuverlässige, einfach zu verwendende Produkte lieferte.

Als von der ASCA ein Auftrag für Drohnen einging, die nicht als Ziele dienen und daher haltbarer und industrieller sein sollten, konnte sich Boresight die Finanzierung problemlos sichern: Das Entwicklerteam von Boresight wusste, dass es hochwertige Drohnen zu erschwinglichen Preisen konstruieren konnte, es brauchte dazu nur Materialien in Industriequalität.

„Wir sind sehr, sehr gut darin geworden, Drohnen effizient herzustellen. Dadurch waren wir im Accelerator-Programm ziemlich wettbewerbsfähig, als man begann, nach kostengünstigen, in Australien hergestellten Leistungsdrohnen zu suchen. Deswegen fingen wir an, uns mit dem Fuse auseinanderzusetzen“, erzählt Justin.

Als Boresight begann, Optionen für die Entwicklung und Fertigung einer robusteren, leistungsstärkeren Drohne zu evaluieren, benötigte das Unternehmen eine Lösung, die weiterhin ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis garantieren konnte, aber auch Materialien bietet, die stark, leicht und robust genug für den Einsatz in jedweder Umgebung sind.

„Der wahrscheinlich größte Mehrwert der SLS-Technologie besteht darin, dass wir Materialien in Industriequalität erhalten. Wir können Konstruktionsentscheidungen auf der Grundlage der Dicke der Teile treffen. Vor allem beim Druck mit PLA auf FDM-Druckern erhält man keine verlässlichen Ergebnisse – deshalb druckt man die Teile lieber dicker und schwerer. Mit SLS kann man das Material in ein Programm zur Finite-Elemente-Analyse eingeben und genau ermitteln, welche Leistung das Bauteil erbringen wird“, führt Justin aus.

Nachdem das Ingenieurteam von Boresight andere Pulverbettfusions-3D-Drucker beurteilt hatte, war es nicht davon überzeugt, dass ein konventionelles, großes industrielles System die richtige Lösung darstellte. Der ASCA-Vertrag hätte die hohen Vorlaufkosten nicht gedeckt, und um eine schnelle Kapitalrendite zu erreichen, müsste das Produktionsvolumen über Nacht in die Höhe schnellen. Was das Unternehmen brauchte, war Qualität und Zuverlässigkeit – ohne einen Preis von fast einer halben Million Dollar. „Das Preis-Leistungs-Verhältnis ist für uns von zentraler Bedeutung – das gesamte Unternehmen baut darauf auf, und jeder Dollar, den wir ausgeben, muss am Ende wieder hereingeholt werden. Die Fuse-Serie macht es uns möglich, ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis zu liefern“, so Justin.

Sobald die Anlage fertig war, ergänzte das Boresight-Team sein Arsenal um das Reinigungs- und Politur-System Fuse Blast, sowie einen zweiten Fuse 1+ 30W. „Jetzt, mit zwei Druckern im Einsatz, können wir einfach einen Auftrag fertigstellen, ihn in den Blast werfen und erhalten eine bessere Oberflächengüte als je zuvor mit dem manuellen Verfahren. Im Hinblick auf die Fertigungskapazitäten und die Effizienz ist das ein großer Vorteil für uns“, berichtet Justin.

Die selbststützende Natur des SLS-Druckverfahrens gibt dem Boresight-Designteam die nötige Flexibilität, um Teile dicht in der Konstruktionskammer zu packen. Teile für das Gestell, Arme, Halterungen, Akkufächer und Kameragehäuse können alle innerhalb eines Fuse-Druckauftrags ineinander verschachtelt werden. Eine hohe Packdichte hat den zusätzlichen Vorteil, dass die Kosten pro Teil sinken, wodurch das Unternehmen sein schlankes Fertigungsmodell beibehalten kann. „Fast alles an unserer Drohne wird mit dem Fuse gedruckt“, so Justin. Die Abkehr von der FDM-Technologie verlieh dem Designteam mehr Freiheit, Teile zu erstellen, die leicht, aber dennoch stark und widerstandsfähig sind, selbst unter schwierigen Bedingungen.

Die einzige Konstante in der Drohnenbranche ist die Veränderung. Um sicherzustellen, dass Boresight den wechselnden Strömungen dieser schnelllebigen Branche standhalten kann, hat Justin ganz auf 3D-Druck gesetzt. „Das Problem mit traditionellen Technologien wie Spritzguss oder Vakuumformen ist, dass sie einem die Flexibilität nehmen. Bei dem Stil und der Arbeit, die Boresight leistet, brauchen wir die Möglichkeit, jederzeit auf kleine Änderungswünsche reagieren zu können. Der 3D-Druck und die Fuse-Serie geben uns diese Möglichkeit. Wir können uns ständig verändern – wir wachen einfach eines Morgens auf, ändern ein Design, und den Rest übernehmen die Drucker“, beschreibt es uns Justin.

Die Fertigung auf Abruf mit SLS-Druck erlaubt es Boresight, flexibel und schnell auf Veränderungen in der Branche zu reagieren – ob es um eine Militärdrohne geht, die eine Kamera anderer Größe benötigt, oder einen Rotorblattzulieferer, der den Standort der Befestigungsvorrichtung ändert. Änderungen, die einen konventionellen Hersteller sechsstellige Beträge für veraltetes Produktionswerkzeug kosten könnten, erfordern nur 10 Minuten an Designarbeit, bevor eine neue Lösung gedruckt wird. „Wir müssten schon sehr große Mengen produzieren, damit der Spritzguss Sinn machen würde. Das Werkzeug für Teile wie das Chassis kann um die 100 000 Dollar kosten, und wenn sich die Nutzlast nach einem Jahr ändert, habe ich noch nicht annähernd die Kapitalrendite erreicht, die ich brauche“, erläutert Justin.

Da die Einstiegshürde niedriger ist als bei herkömmlichen Fertigungsoptionen oder großformatigen Pulverbettfusionsdruckern, kann Boresight sich mit dem Fuse schrittweise vergrößern. Dem Unternehmen ist es gelungen, seinen Durchsatz an die Nachfrage anzupassen – indem es sich strikt auf das konzentrierte, was es von der Konkurrenz abhebt, nämlich ein extrem schlankes Fertigungsmodell. Durch das Skalieren mit dem SLS-Ecosystem der Fuse-Serie kann das Team sich voll und ganz auf den 3D-Druck konzentrieren und gleichzeitig seine Kapazitäten erweitern, um leistungsstärkere Drohnen für die Endverwendung zu erstellen.

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