Aantonen van het potentieel van lichtgewicht 3d-geprinte drones in visuele inspectie- en logistieke handlingstoepassingen

Drones, ook wel afgekort tot UAV – wat staat voor ‘Unmanned Aerial Vehicile’ of onbemand luchtvaartuig, zijn een van de nieuwste vliegende objecten die we tegenwoordig kennen. De doorbraak bij het grote publiek voor commercieel gebruik vond slechts zo’n 20 jaar geleden plaats. In de industrie worden ze echter al veel langer toegepast; bijvoorbeeld in de landbouw, magazijnbewaking en -inspectie, logistiek, en vele andere branches. Omdat het een relatief klein object is, de drone onbemand opereert en het een overzicht biedt van bovenaf, blijft het interessant om nieuwe toepassingen en verbeteringen voor drones en dronecomponenten in de industrie te verkennen.

Het aanpassen van drones en dronecomponenten aan de beoogde toepassing kan leiden tot betere prestaties, door optimaal gebruik te maken van de resources. Dit is ook het projectdoel van MIND; dat een acroniem is van Manufacturing Innovations for Nextgen Drones. Het MIND-projectconsortium bestaat uit Corvus Drones, LogiXair en Bolk. Corvus is gespecialiseerd in het monitoren en inspecteren van de teelt in kassen door middel van drones, LogiXair ontwikkelt drones voor logistieke operaties en Bolk is een grootschalig logistiekbedrijf met eigen magazijn.

Corvus en LogiXair staan beide voor de uitdaging om lichtere drones en dronecomponenten te maken. Hiervoor zijn een nauwkeurige materiaalselectie, goed inzicht in de eigenschappen en optimale geometrie voor de drone nodig. Het aanpakken van deze uitdaging zal onder andere leiden tot een langere vliegtijd van de drone en het naleven van de veiligheidsvoorschriften.

Bolk ziet dat er momenteel steeds toenemende inspanningen nodig zijn op het gebied van monitoring en inspectie in hun magazijn. Met behulp van een geautomatiseerd drone-inspectiesysteem kunnen deze inspanningen worden verminderd, zonder afbreuk te doen aan de inspectienormen.

Onder leiding van het FIP-AM@UT bundelen de organisaties hun krachten en werken ze gezamenlijk aan het ontwerp en de ontwikkeling van een 3D-geprinte drone of dronecomponenten om het gewicht te verminderen, en bouwen ze demonstrators die met succes het potentieel van deze drones in visuele inspectie en logistieke handling kunnen aantonen. De nadruk zal liggen op ontwerpoptimalisatie en materiaalkeuze voor 3D-geprinte drones, het onderzoeken van de mogelijkheden voor inspectietoepassingen van drones met vision-technologie en het creëren van een proof-of-concept model om de toepasbaarheid van dronetechnologie in een magazijn en daarbuiten te demonstreren.

Industriepartners

AANPAK

Het MIND-project pakt deze uitdagingen aan door zich te richten op het ontwerp en de ontwikkeling van lichtgewicht 3D-geprinte drones en componenten op maat voor specifieke industriële toepassingen. Door gebruik te maken van additive manufacturing is het doel om het gewicht van de drones te verminderen met behoud van structurele integriteit en prestaties. Deze aanpak maakt een nauwkeurige optimalisatie van de geometrie en materiaalselectie van de drone mogelijk, waarbij sterkte, duurzaamheid en gewicht in balans worden gebracht. Daarnaast kan topologieoptimalisatie op basis van simulaties aanzienlijk helpen bij gerichte ontwerpverbeteringen.

Onder leiding van FIP-AM@UT werken de consortiumpartners, elk met expertise in verschillende dronetoepassingen, samen om effectieve oplossingen te creëren. Ze werken samen aan het verbeteren van de efficiëntie van drones voor verschillende autonome inspectie- en logistieke activiteiten. Het project legt ook de nadruk op het integreren van vision-technologie voor het verbeteren van de detectie van defecten voor inspectietoepassingen. Het is gericht op het produceren van proof-of-
concept demonstrators die de effectiviteit voor real-world inspectie en logistieke handlingsscenario’s benadrukken.

RESULTAAT

Het MIND-project toonde met succes 3D-geprinte, lichtgewicht drones voor visuele inspectie en logistiek. Geoptimaliseerd ontwerp en materiaalselectie zorgden voor de identificatie van plekken waar gewichtsvermindering mogelijk is, waardoor de vliegprestaties verbeterden en de operationele vluchttijden van de drones konden worden verlengd. 3D-geprinte drones voerden autonome inspecties uit in een gecontroleerde magazijnomgeving en toonden daarmee het potentieel om handmatige controle te verminderen en defecten in structuren efficiënt op te sporen.

Het project toonde de toepasbaarheid aan van innovatie in verschillende stadia van het ontwikkelingsproces van drones voor zowel binnen- als buitentoepassingen, waaronder logistiek en magazijnbewaking.

De belangrijkste resultaten zijn:

• Identificatie van plekken in de structuur waar gewichtsvermindering de vliegprestaties verbetert en de levensduur verlengt
• Effectieve analyse van de invloed van versterking op CFRP-materiaal (Carbon Fibre Reinforced Polymer) met
behulp van simulaties
• Autonome inspecties met behulp van geïntegreerde modules, zowel software als hardware, die handmatig werk in magazijnen verminderen
• Veelzijdig voor binnen- en buitentoepassingen, inclusief logistiek
• Effectieve sectoroverschrijdende samenwerking die innovatieve oplossingen op maat oplevert

Dit project is mogelijk gemaakt door de Regio Deal, ondersteund door de Provincie Overijssel en de Rijksoverheid.

VOOR MEER INFORMATIE OVER MIND-PROJECT, NEEM GERUST CONTACT OP MET

Hari Subramani

Hari Subramani Palanisamy

Research Engineer

Celal Soyarslan

Celal Soyarslan

Senior Research Engineer

Ava Ghalayaniesfahani

Ava Ghalayaniesfahani

Research Engineer