Le petit drone de Lockheed Martin avec un grand esprit
Le système automatisé d'analyse de fabricabilité et de cotation de la conception de Protolabs accélère le décollage.
Au Canada, la Gendarmerie royale du Canada (GRC) utilise un nouveau modèle de drone, l'Indago Quadcopter, pour des missions de recherche, de sauvetage, la reconstitution d'accidents de la route, l'identification médico-légale sur les scènes de crime et d'autres procédures policières de type "œil dans le ciel".
Les forces de l'ordre, les secouristes, l'armée sont des exemples de marchés que Lockheed Martin, dont le siège social est situé à Bethesda, au Maryland, est en train de trouver pour son véhicule aérien sans pilote (UAV) ou son drone Indago Quadcopter. Outre les forces de l'ordre et les militaires, les pompiers, les agences immobilières, les agriculteurs et les entreprises de construction sont également concernés par ce nouveau drone. L'Indago, développé par la filiale Procerus de Lockheed, avec l'aide de Protolabs pour le prototypage et la production en petite série, est un petit quadcoptère pliable de 2kg
L'appareil est capable de travailler à différentes distances - jusqu'à 2,5 kilomètres en utilisant des solutions d'antennes intégrées - depuis son contrôleur au sol et, selon Lockheed, à des altitudes allant jusqu'à 500 pieds au-dessus du sol (AGL). Selon Lockheed Martin, le drone peut recevoir plusieurs charges utiles interchangeables et a une durée de vol moyenne de plus de 45 minutes avec charge utile.
Accélérer la conception
Parler d'un problème avec un collègue peut parfois faire avancer les choses. Pour Miguel Perez, une étape cruciale dans le développement de ce qui allait devenir le drone Indago remonte à une conversation qu'il a eue avec Sam Russell au sujet de Protolabs. Perez et Russell sont tous deux ingénieurs chez Procerus. Russell "avait trouvé Protolabs en ligne, avait fait appel à l'entreprise pour un autre projet et avait constaté que Protolabs était capable de faire bouger les choses rapidement", se souvient M. Perez. Dans le développement de produits, explique M. Perez, "nous avons souvent besoin de pièces rapidement, comme hier, et la fabrication rapide est donc importante car elle accélère le processus de conception."
M. Perez mets en avant un autre point primordial : le retour d'information grâce au système de devis automatisé de Protolabs, qui comprend une analyse de fabricabilité (DFM). Il a déclaré que ce système était essentiel. "Le système de devis automatique est incroyable. En une journée, vous obtenez une réponse vous indiquant si vous pouvez fabriquer la pièce, si vous devez apporter des modifications, etc. Et vous pouvez le faire rapidement, télécharger une nouvelle version et obtenir une pièce en quelques jours, au lieu d'une semaine pour un simple devis auprès d'autres fabricants."
Un système de cotation pour vous guider
Avant que M. Perez ne reçoive de Protolabs les pièces en quelques jours, il a constaté que l'analyse DFM lui a servi à le guider à travers diverses itérations de pièces, et l'amenant finalement à passer de ce qui était à l'origine un projet d'impression 3D à un prototypage en moulage par injection.
"Le système de devis était génial", déclare Perez. "Il m'a immédiatement dit si une pièce était moulable, et il m'a donné une idée approximative du coût du moule et de la pièce, toujours dans la journée... Avant cela, je n'étais pas très familier avec la conception de pièces moulées par injection".
Selon M. Perez, le premier défi qu'il a dû relever en matière de conception a été de modifier les modèles d'impression 3D "pour qu'ils soient moulables". Il se souvient qu'il soumettait un modèle non modifié au système de devis automatique de Protolabs et qu'il obtenait ensuite un retour d'information, par exemple sur la façon dont les moitiés du moule pourraient fonctionner, les tractions latérales suggérées et les points saillants des caractéristiques qui ne pouvaient pas être moulées.
"J'utilisais ensuite ces informations pour transformer la pièce en plusieurs pièces d'interface moulables qui préservaient l'intention de conception", explique M. Perez. Ensuite, il soumettait à nouveau les pièces modifiées et obtenait du système de devis d'autres informations sur la façon dont le moule pouvait être fabriqué, lui montrant, par exemple, les endroits où il avait peut-être négligé les contre-dépouilles et où il fallait faire des dépouilles dans les directions appropriées, ainsi que les endroits où des congés et des caractéristiques non formées pouvaient apparaître en raison de l'usinabilité du moule.
"Il s'agissait d'une approche de conception itérative qui a été accélérée grâce à la rapidité d'exécution du système de devis", explique M. Perez. "En utilisant ce processus, j'ai pu mieux apprendre ce qui était attendu et ce qui était possible en matière de moulabilité. J'ai ensuite pu réfléchir à la manière dont je devais modifier d'autres pièces et le faire avec moins d'itérations grâce à ce que j'avais appris de l'analyse DFM dans les devis. Je soumettais ces nouvelles pièces et j'obtenais rapidement un retour d'information indiquant que j'étais sur la bonne voie, tout en m'assurant que les caractéristiques que j'avais négligées étaient portées à mon attention."
Un argument en faveur des prototypes moulés
Les premiers concepts du drone étaient constitués de pièces imprimées en 3D en nylon SLS (frittage laser sélectif), explique M.Perez. "Nous avons fait du prototypage et de la fabrication avec des pièces imprimées en 3D". À l'époque, cela avait du sens, "car les pièces SLS n'étaient pas mauvaises, et le volume de pièces que nous produisions à l'époque ne justifiait pas que nous passions aux pièces moulées et que nous fassions appel aux grandes maisons de moulage coûteuses pour fabriquer des moules en acier."
Cependant, selon M. Perez, "Protolabs a changé d'avis à ce sujet". Pourquoi ?
"Nous nous sommes demandé si le passage au nylon moulé par injection améliorerait la cohérence des lots", explique-t-il. M. Perez explique qu'il a donc devisé quelques pièces moulées par injection "juste pour avoir une idée de ce que cela coûterait de faire du moulage par injection. En fait, il s'agissait d'une étude de faisabilité pour moi, afin de voir si je pouvais convaincre nos dirigeants de justifier cette étape, d'autant plus que nos quantités augmentaient." C'est à ce moment du processus que l'élément DFM du système de devis automatisé a aidé à créer des conceptions pour le moulage par injection, et l'a convaincu qu'il pouvait se permettre des pièces moulées par injection pour le drone. "Les dirigeants sont revenus et ont dit : "faisons-le"".
Ainsi, le service de moulage par injection de Protolabs est désormais utilisé pour le prototypage et la production en petites séries de l'Indago 2, la dernière version du drone, les pièces thermoplastiques étant fabriquées dans un nylon durable de qualité technique. À l'origine, les pièces étaient fabriquées en nylon SLS 12. Aujourd'hui, l'entreprise les moule par injection à partir d'un nylon 66 particulièrement résistant, ce qui a amélioré la résistance globale des pièces. L'Indago 2 a été lancé en décembre 2015.
Mr Perez estime, ainsi que ses collègues qu'ils sont satisfaits des résultats, et surtout de la vitesse d'exécution. "En quatre mois, nous sommes passés de la décision de passer au moulage par injection à la réception des produits finaux et à leur assemblage."
Les plans pour 2016 incluent "l'accélération" de la production de l'Indago 2, pour satisfaire les commandes actuelles et futures des clients.
C'est en équipe que l'on sauve des vies
Un partenariat a été annoncé en 2015 entre Lockheed Martin et Project Lifesaver International, qui contribuera aux efforts humanitaires de recherche et de sauvetage. Le drone Indago sera intégré à une antenne et un récepteur légers développés par Loen Engineering. Le système permettra aux agences Project Lifesaver et aux premiers secours de localiser rapidement les personnes ayant besoin d'assistance.