Votre prochain drône pourrait bien être imprimé en 3D

Posted By Claire Chabaud on 17/12/2015 | 0 comments

Les évolutions des drônes et de l’impression 3D sont extrêmement liées. En effet, bien que ces technologies existent depuis plusieurs décennies, ce n’est seulement que récemment que leurs usages se développent et diversifient. A l’origine les drônes étaient exclusivement utilisés à des fins militaires. Cependant leurs usages évoluent et se multiplient en même temps que leurs coûts diminuent et que les options de personnalisation sont plus nombreuses. Ainsi, l’impression 3D par ses propriétés de production totalement adaptées à ces contraintes, offre une nouvelle manière de penser et démocratiser l’usage des drônes.  

L’impression 3D et les drônes open-source : la démocratisation

Si vous êtes un petit peu initié à l’univers de l’impression 3D alors vous devez être familier avec le projet Poppy,  une plate-forme robotique open-source basée sur l’impression 3D. L’échange autour du savoir robotique accompagné de la possibilité d’imprimer les fichiers 3D du robot permettent à chaque passionné d’imprimer leur robot et de le personnaliser. Ce projet bénéficie aujourd’hui d’une grande notoriété et est une référence dans l’univers de la robotique.

Crédits : DIYdrones

La même chose est entrain de se passer avec les Drones. Différents projets open-source sont apparus récemment comme le projet Dronecode, l’OpenPilot ou la  communauté DIYDrone. Par exemple le projet Dronecode a pour objectif de réunir plusieurs plates-formes open-source de software et de hardware déjà existantes pour aider le développement et l’amélioration des drones. Ce projet est essentiellement basé sur les plates-formes des projets ArduPilot et PX4. ArduPilot a rencontré un important succès en 2007 lorsqu’il a été soutenu par la communauté de DIYDrone, tandis que PX4 est un projet open-source et open-hardware. Bien que ces projets soient pour le moment dédié à la partie software des drones, tout nous porte à croire que nous pouvons bientôt espérer qu’ils proposeront des projets plus complets, à l’instar du projet Poppy, partageant à la fois les composants relatifs au software et les fichiers 3D pour imprimer les différentes parties de drônes.  Ainsi, une plate-forme open-source alliée aux techniques de fabrication additive permet l’expansion de l’utilisation des drônes dans nos quotidiens en les rendant plus adaptables et accessibles.

Crédits: DIYDrones

Pièces de drones imprimées en 3D

Pourquoi l’impression 3D est une technologie pertinente pour la production des pièces de drones? En raison de la fragilité de la partie électronique, les pièces de la structure d’un drône ont besoin d’être à la fois solides et d’avoir des propriétés résistantes. Ainsi, certaines personnes pourraient douter de l’utilisation de l’impression 3D pour garantir la qualité mécanique des pièces. Alors pour vous en convaincre, les personnes ayant utilisées l’impression 3D dans leur projet restent les meilleures ambassadrices pour son utilisation dans les drônes. Nous allons donc voir deux points de vue différents avec l’expérience de Hexadrone, une entreprise qui vend des drônes possédant des parties imprimées en 3D et l’utilisation du département de la défense américain

Lorsqu’ils ont pensé la conception de leur drône Hexadrone a du prendre en compte les limites d’autorisation pour le vol en ville qui limite le poids d’un drône à 4 kg. Avec cette contrainte, les ingénieurs ont trouvé une solution pour pouvoir embarquer une caméra de très haute qualité tout en respectant la limite de poids. C’est comme cela que la solution d’une structure allégée grâce à l’impression 3D leur a paru être la plus optimale pour créer une structure sur mesure en utilisant du polyamide pensant 0.9g/cm3. Par la suite, l’utilisation de la technologie leur a aussi permis d’optimiser le design du drône. Si vous souhaitez en découvrir davantage à propos de l’histoire d’Hexadrone, vous pouvez lire leur aventure ici.

Tandis que les utilisations des drônes se diversifient, leur adaptation à ces nouveaux usages est clée. Par exemple, si vous souhaitez utiliser de manière intensive un drône lors d’une mission, vous avez besoin de pouvoir le réparer facilement afin de ne pas gêner le bon déroulement des opérations. Grâce à sa mobilité, l’impression 3D répond parfaitement à ce besoin et se trouve très utile lors des missions militaires.  En effet,  le risque de crash, ou de remplacement de pièces est élevé dans ce contexte. Avec les moyens d’usinage classique cette situation implique une gestion efficace des stocks, un risque de mauvaise gestion des fonds et du temps. Mais avec l’impression 3D ces problèmes sont dépassés. L’équipe de recherche de l’université de Virginia qui a crée un drone qui peut être imprimé en un peu plus d’un jour pour juste 2500 $. Ce projet est un exemple éloquent de la manière dont la fabrication additive améliore et optimise le design des drones en les réimprimant, les modifiant et les adaptant. Aussi, le fait qu’il est possible d’imprimer un autre drône en cas de crash aide à banaliser son utilisation durant les missions et la rendre plus commune.

Applications futures

La démocratisation des drônes permet de penser leur utilisation dans différentes industries. A l’instar des drônes d’Amazon qui prennent en charge les derniers km de livraison, les autres industries les considèrent pour améliorer certaines étapes de leur chaîne de production.

Par exemple Easyjet souhaite utiliser les drônes dans l’étape de vérification de sécurité de ses avions avant la fin de l’année 2016. Deux drônes scanneraient l’appareil de part et d’autre pour créer un rendu 3D de l’extérieur de l’avion. Ce rendu permettrait aux ingénieurs de vérifier en 30 minutes l’état de sécurité alors qu’il faut aujourd’hui plus de 10 heures pour les équipes d’Easyjet d’accomplir cette étape.

Ian davies, directeur de l’ingénierie de la compagnie, tempère toutefois quant à la possible substitution de la machine à l’homme  « Il ne s’agit pas de retirer l’humain du processus mais plutôt de l’aider à ne pas passer à côté de détails importants avec une précision que seuls les drones peuvent garantir ».

Des pièces imprimées en 3D seront utilisées dans ce projet, notamment avec des matériaux innovants pour imprimer les injecteurs de carburant ou les filtres carbone. Aussi comme avec le procédé d’impression 3D ces pièces n’auront pas besoin d’étape d’assemblage, leurs propriétés techniques seront meilleures.

Mais comment l’impression 3D peut-elle totalement modifier les drônes ?

Les récentes et futures innovations de l’impression 3D dans l’électronique peuvent nous laisser imaginer comment celle-ci peut-être déterminante pour la construction des drones. 

Le développement des imprimantes pour circuits électroniques comme la Nano Dimension’s DragonFly 2020 PCB, nous permet de prévoir la possibilité de drônes entièrement imprimés sans assemblage, et même  qui feraient directement office d’imprimante 3D, capable de se réparer d’eux-même. C’est exactement ce que prévoient les scientifiques de BAE pour 2040, des drônes capables de directement imprimer leurs pièces endommagées pour se réparer.

Crédits: The guardian

Ces drônes pourraient potentiellement être utilisés par un groupe d’avions pour prolonger la surveillance ou pour sauver des civils de situations dangereuses.  Ils pourraient donc être “l’utilme force opérationnelle avec un engin principal capable de s’adapter à des scénarios imprévus et de rapidement produire les outils nécessaires pour n’importe quelle tache”

Enfin, l’impression 3D et les drônes sont liés par leurs évolutions parallèles. Plus les matériaux utilisés dans l’impression 3D deviennent résistants, la technologie rapide et les imprimantes mobiles, plus le design des drônes peut-être optimisé offrant de nouvelles possibilités d’utilisation. Alors si vous souhaitez commencer à créer votre Drone, jetez un coup d’oeil à notre page dédiée pour voir comment l’imprimer !