Comment Freefly Systems accélère l’innovation dans le domaine des drones grâce à la série Fuse
Qu’il s’agisse de filmer des images cinématographiques à haute altitude par un froid glacial ou de cartographier des déserts brûlants, les drones de Freefly Systems doivent être fiables, robustes, légers, performants et capables de transporter des équipements précieux dans des conditions extrêmes.
« Nous sommes une entreprise innovante ; tout ce qui permet de concrétiser plus rapidement une idée, c’est ce qui nous fait avancer. » « Il peut donc s’agir de nouveaux logiciels qui nous permettent d’effectuer des simulations et de mettre au point un profil aérodynamique plus rapidement que jamais, ou encore d’une imprimante 3D : tout ce qui nous permet d’aller plus vite et de concrétiser plus rapidement la créativité de chacun nous enthousiasme. »
Tabb Firchau, cofondateur et PDG de Freefly Systems
Freefly Systems est une entreprise issue du monde du cinéma. M. Firchau explique : « Si nos drones sont si fiables, c’est parce que j’ai commencé par piloter avec un ensemble caméra-objectif d’une valeur de 200 000 dollars. » Mais ce qui rend les drones Freefly si fiables, ce sont les tests rigoureux, les nombreuses itérations et les heures de vol qui permettent de faire passer ces concepts innovants du stade de l’idée à celui du vol. Et l’un des outils qui leur permet de multiplier ces itérations est l’écosystème de la série Fuse de Formlabs.
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Que vous ayez besoin de prototyper à grande vitesse ou de produire des pièces finales, nous sommes là pour vous accompagner. L’équipe commerciale de Formlabs est composée de spécialistes dédiés qui savent exactement comment vous assister et répondre aux besoins de votre entreprise.
Prototyper des drones robustes et fiables avec la série Fuse
Les pièces de l'Alta X Gen2 ont été prototypées sur l'écosystème de la série Fuse.
« La Fuse est l’un de nos outils les plus polyvalents pour le prototypage. Nous testons sans cesse de nouvelles idées et devons avancer rapidement ; disposer d’un outil qui nous permet d’itérer aussi vite est donc essentiel. »
Nate Kuczun, ingénieur en charges utiles et systèmes, Freefly Systems
Les drones Freefly peuvent transporter des charges utiles allant jusqu’à 35 lb, notamment des équipements de prise de vue coûteux ou des systèmes LiDAR. Ils doivent être non seulement maniables et fiables, mais aussi robustes. Les décisions de conception de Freefly reposent sur des données de vol : il est donc essentiel de faire voler les composants et d’évaluer leurs performances tout au long du cycle de développement des produits.
« Dans le domaine des drones, les cycles d’itération sont souvent beaucoup plus rapides que dans la plupart des projets aérospatiaux. Dans de nombreux autres systèmes aérospatiaux, il est bien plus difficile d’obtenir de véritables données de vol. Ici, en revanche, nous pouvons tester assez rapidement les choses en conditions réelles. La Fuse nous permet d’installer très rapidement et facilement du matériel sur nos drones pour effectuer différents essais. »
Nate Kuczun, ingénieur en charges utiles et systèmes, Freefly Systems
Nate Kuczun, ingénieur en charges utiles et systèmes, explique qu’avant de commercialiser un drone, Freefly lui fait accumuler des centaines, voire des milliers d’heures de vol, notamment l’équivalent de cinq années d’essais accélérés de durée de vie. Les prototypes doivent donc être aptes au vol.
L’impression 3D de prototypes permet à M. Kuczun et à l’équipe de Freefly d’évaluer et d’affiner les performances d’une pièce avant de dépenser des milliers de dollars en outillage. Lorsque Kuczun a rejoint Freefly, l’entreprise utilisait une imprimante SLS d’ancienne génération. S’il était intéressant de pouvoir disposer dès le lendemain de pièces à tester, Kuczun passait beaucoup de temps à nettoyer l’imprimante et à résoudre les problèmes techniques. L’adoption de la série Fuse a changé la donne pour lui. Il explique : « La Fuse est une véritable bête de somme. Elle s'est révélée incroyablement fiable et robuste. Je peux lancer une impression en sachant que les pièces seront là le lendemain, et c’est vraiment génial. »
Les décisions de conception de Freefly reposent sur des données de vol : faire voler les drones constitue donc une étape essentielle du processus d’itération.
Le passage à la série Fuse pour l’impression 3D en interne a permis de gagner du temps et de réduire le travail nécessaire, permettant ainsi à Kuczun d’itérer plus rapidement. Il souligne également que la Fuse Blast a permis de rationaliser le flux de travail, les pièces étant disponibles dès le lendemain pour être examinées.
La complexité géométrique permise par l’impression 3D SLS permet à Kuczun de concevoir les pièces en fonction de leur usage plutôt que des contraintes de fabrication. « Je peux concevoir des formes complètement folles et inhabituelles si cela nous permet d’accélérer considérablement notre processus de R&D », explique-t-il.
Mâts d'antenne
L'Alta X Gen2 est équipé d’un double système GPS. Cette pièce abrite à la fois les antennes GPS et radio et a fait l’objet de nombreuses itérations sur la série Fuse. Cette pièce complexe comporte de nombreuses structures internes fines.
Support de caméra FPV
Le prototypage initial de cette pièce a été réalisé avec des imprimantes 3D FDM. La pièce comporte des détails fins à l’intérieur du boîtier, et les pièces imprimées en FDM ne cessaient de casser. Grâce aux imprimantes 3D de la série Fuse, l’équipe a pu modifier la conception le jour même, lancer l’impression pendant la nuit et effectuer les tests dès le lendemain. Les imprimantes 3D de la série Fuse ont permis d’imprimer les détails internes les plus fins et de produire un support FPV robuste qui s’insère dans le compartiment latéral.
Support d’alimentation
Cette pièce, utilisée sur tous les aéronefs, a d’abord été prototypée sur la série Fuse avant d’être moulée par injection. Ici, le prototype imprimé en 3D est tenu au-dessus de la pièce finale sur la ligne de fabrication.
Supports pour GPS et LiDAR
Les supports pour GPS et LiDAR ont été prototypés sur les imprimantes 3D de la série Fuse, ce qui a permis à l’équipe d’itérer et de les tester rapidement avant de passer à la fabrication des pièces finales. La pièce de production est en aluminium usiné.
Outillage rapide pour la fabrication aux États-Unis
Freefly fabrique tous ses drones en interne, dans l’État de Washington, aux États-Unis. Cela leur permet de maîtriser entièrement le processus de fabrication et d’en garantir la qualité. Grâce à l’impression 3D de gabarits et de fixations, l’équipe de Freefly n’a pas à se soucier des contraintes géométriques, peut fournir rapidement les outils nécessaires à la chaîne d’assemblage et réimprimer les fixations lorsqu’elles doivent être remplacées.
Fixation d'alignement d'écran OLED
Cette fixation utilisée pour l’assemblage en production d’une commande Pilot Pro est imprimée sur les imprimantes de la série Fuse, puis des broches et des aimants y sont insérés. L’écran est placé dans la fixation, puis la pièce magnétique est positionnée par-dessus. Cette pièce garantit le bon alignement de l’écran.
Les pièces finales réduisent les incertitudes liées à la chaîne d’approvisionnement
Si de nombreuses pièces font l’objet d’un prototypage fonctionnel sur les imprimantes 3D de la série Fuse avant d’être moulées par injection ou usinées, certaines sont à la fois prototypées et fabriquées sur ces imprimantes.
M. Kuczun prépare les composants du module radio Herelink dans PreForm en vue de leur impression. Ces pièces sont fabriquées en interne sur la série Fuse.
Une fois imprimées, les pièces sont dépoudrées dans Fuse Sift avant d’être polies dans Fuse Blast. Selon M. Kuczun, la Fuse Blast a permis de rationaliser le flux de travail.
Composant du module radio Herelink
Cette pièce est dissimulée à l’intérieur du drone : sa fonctionnalité est donc plus importante que son apparence. Freefly a décidé de l’imprimer en interne afin de gagner du temps et de réduire les incertitudes liées à la chaîne d’approvisionnement.
Nylon 12 Powder : un matériau polyvalent
« Nylon 12 Powder est un bon matériau polyvalent. Il est suffisamment résistant pour nous permettre d’en tester la forme et l’ajustement, et nous avons déjà fait voler des pièces imprimées sur la Fuse. »
Nate Kuczun, ingénieur en charges utiles et systèmes, Freefly Systems
Freefly utilise Nylon 12 Powder aussi bien sur la Fuse 1 que sur la Fuse 1+ 30W. Ce matériau polyvalent est idéal aussi bien pour le prototypage fonctionnel que pour la production de pièces finales, notamment d’assemblages complexes et de pièces durables offrant une grande stabilité environnementale. Sa résistance, sa durabilité et sa légèreté le rendent adapté à un large éventail d’applications, des pièces destinées aux essais en vol jusqu’aux pièces finales fabriquées par moulage par injection ou usinage CNC.
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Voler vers l'avenir
« Nous continuons à tout faire pour rendre nos produits aussi faciles à utiliser que possible, tout en veillant à ce qu’ils restent extrêmement robustes et fiables. »
Nate Kuczun, ingénieur en charges utiles et systèmes, Freefly Systems
Les drones Freefly sont utilisés pour tourner les derniers blockbusters, lutter contre les incendies de forêt, inspecter des ponts et des éoliennes, cartographier les zones touchées par des catastrophes naturelles, et bien plus encore. Mais Freefly ne compte pas s’arrêter là : l’entreprise travaille sans relâche pour repousser encore les limites de l’innovation dans le domaine des drones et des caméras, et la série Fuse fait partie des outils qui lui permettent d’y parvenir.
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