헥사드론, 험난한 환경용 툰드라-M UAV 양산 가속화

무인 항공기(UAV) 제조업체인 헥사드론 SAS(프랑스 생쥐스트-말몽)는 열악한 군용, 산업용, 소방용 또는 농업용 환경에서 작동할 수 있는 사용하기 쉽고 견고한 새로운 UAV를 개발 및 대량 생산하고자 했습니다. 이에 대한 해답으로 산업 디자이너 라파엘 셰즈(Raphaël Chèze)가 구상하고 험난한 환경을 위해 설계된 툰드라-M이라는 새로운 UAV가 2년여의 기간에 걸쳐 개발되었다고 헥사드론의 CEO 알렉상드르 라베스(Alexandre Labesse)는 말합니다.

모듈식 설계로 신속한 장비 교체 가능

툰드라-M은 중앙의 정사각형 섀시 또는 프레임(비상 낙하산 장착)과 모터와 프로펠러 및 소형 액세서리 로드나 익스텐션을 지지하는 4개의 연장된 암으로 구성되어 있습니다. 암/익스텐션은 퀵 커넥트 방식으로 되어 있어 고객이 다양한 장비와 기능으로 암과 액세서리를 신속하게 교체할 수 있습니다. 중앙 프레임 후면의 랜딩 풋 구조체가 착륙 하중을 지지합니다.

SLS 기술로 프로토타입 제작 가속화

UAV가 양산에 들어가기 전에 프로토타이핑과 테스트를 거쳐야 했습니다. 헥사드론은 CRP 테크놀로지(이탈리아 모데나)와 협력하여 선택적 레이저 소결(SLS) 기술을 사용해 기능성 프로토타입을 제작함으로써 설계 반복을 가속화하고, 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 부품을 사출 성형으로 제조하려는 계획을 앞당겼습니다.

UAV의 4개 암과 프로펠러는 CRP의 윈드폼 XT 2.0 탄소 섬유 충전 폴리아미드로 3D 프린팅되었습니다. 이는 윈드폼 XT의 최신 버전으로 인장 강도와 인장 모듈러스가 더 높고, 파단 시 신장률이 46% 증가했습니다.

툰드라-M의 본체/섀시 구성품과 탈착식 뚜껑은 CRP의 윈드폼 SP 탄소 섬유 강화 폴리아미드로 개발되었습니다. XT 2.0과 유사하게 SP는 XT보다 더 높은 충격 강도와 파단 신장률을 나타내며, 충격, 진동 및 변형에 대한 저항성이 향상되고, 내열성이 높으며, 습기 흡수를 방지해 배터리, 냉각 시스템 및 전자 장치를 보호합니다.

열 효과 모니터링으로 정밀도 확보

프린팅 과정에서 CRP는 레이어 적층 시 소결 공정의 열 효과를 모니터링하여 부품 정밀도를 유지했습니다. 레이어 두께의 미세한 '증가'가 완제품 조립을 저해할 수 있기 때문입니다. 3D 프린팅 소재는 압축 및 인장력, 진동력을 포함한 계산된 비행 응력을 견딜 수 있는 것으로 확인되었습니다.

비행 및 착륙 테스트에서 프로토타입의 운용성이 확인되었고, 다양한 부품의 조립/분해 테스트는 제조용 설계(DFM)에 도움이 되었습니다. 라베스는 "윈드폼 레이저 소결 기술 덕분에 주요 부품을 플라스틱 사출 성형보다 저렴한 비용과 훨씬 빠른 속도로 프로토타이핑할 수 있었고, 사출 성형 플라스틱과 거의 동일한 기계적 특성을 가진 비행 가능한 프로토타입을 확보할 수 있었습니다"라고 말했습니다.

툰드라-M은 2018년 레드 닷 GmbH(독일 에센)로부터 뛰어난 제품 디자인으로 레드 닷 어워드를 수상했습니다.