SLS 3D列印輔助無人機製造商Boresight 獲得數百萬美元國防合約
全球軍事衝突前線往往是技術變革最快的領域。為確保戰備與安全,軍方必須掌握最先進技術,這也對國防承包商帶來極高標準的挑戰。
無人機(UAV)正是最典型的例子,必須不斷升級以適應瞬息萬變的戰場需求。
澳洲無人機製造商 Boresight 以高品質、低成本的靶機在競爭激烈的市場中突圍,同時受澳洲戰略能力加速器(ASCA) 計畫委託開發更高階的戰術無人機。
我們採訪了Boresight 執行長兼前陸軍坦克指揮官 Justin Olde, 了解 Fuse 系列系統與 Formlabs 的澳洲合作夥伴 Thinglab 如何協助 Boresight 擴大設計與製造流程,並在競爭激烈的市場中打造全新產品線。
「當我們轉向更高階的無人機時,我們希望保有可擴展的3D列印彈性,但需要更高性能的材料。
這些材料必須具備更強的強度、工程級規格,這正是 Fuse 系統所提供的。」
— Justin Olde, Boresight 執行長
一次性無人機,無可取代的經驗
隨著無人機成為軍事作戰中不可或缺的一部分,從監視、偵察到通信系統與戰術任務,訓練軍隊不僅要能使用無人機,還需要能防禦無人機,已成為迫切需求。
Boresight 透過專注於一次性無人機,成功打入了用於防空訓練的市場。
澳洲軍方需要一種本土製造的解決方案來訓練軍隊,並要求其具備經濟實惠、可靠且易於在不同軍種間部署的特性。
傳統製造模式,由於高昂的工具費用與長時間的交期,讓 Boresight 無法迅速迭代並交付軍方所需的技術。
Justin 說道 :「我們將整個公司建立在3D列印技術上——3D列印帶來的彈性與客製化能力。我们的靶機是使用 FDM 技術與 PLA 結構材質列印的,因為我們需要讓成本盡可能低,這些機器是為了被摧毀而設計的。」由於 FDM 3D列印技術的低成本,Boresight 能夠打造一個極具成本效益的製造流程,同時提供可靠且易於使用的產品。
▲當 Boresight 被要求將產品從靶機(右)擴展到可執行任務的無人機(左)時,他們選擇了 SLS 3D列印技術,因為這種技術能提供終端使用的高性能並且具有靈活的製造流程。
當 ASCA 提出要求製作更耐用、工業級的非靶機無人機合約時,Boresight 輕鬆獲得了資金支持。
Boresight 的 WEngineering 團隊知道他們能夠以實惠的價格製造高品質的無人機,只需要具備工程級材料來實現這一目標。
Justin 說 : 「我們在高效製造無人機方面變得相當有經驗。正因為如此,當加速器計劃開始尋找具成本效益、澳洲製造的高效能無人機時,我們在市場中擁有了競爭優勢。這也是我們開始考慮使用 Fuse 系統的原因。」
經過驗證的製程流程,全新動能
▲Boresight 透過 SLS 3D列印製作的無人機,比起 FDM 技術製作的靶機,擁有更高的耐用性和更強的工業級性能。
▲SLS 3D列印技術能夠製作具有精確公差的複雜零件,確保組裝過程的穩定性與一致性
當 Boresight 開始評估設計和製造更堅固、高效能的無人機時,他們需要一個能夠保持低成本、高價值營運模式的解決方案,同時提供足夠強韌、輕巧且耐用的材料,以便能夠在各種環境中部署使用。
Justin 說 : 「 SLS 技術最大的貢獻,可能就是讓我們能夠使用工程級材料。這讓我們可以根據零件特徵的厚度做出工程決策。特別是使用 FDM 列印機的 PLA 材料時,無法獲得一致性,因此你只能做得更厚、更重。而使用 SLS 技術,你可以將這些材料放入有限元素分析程式中,確定這些特徵的表現方式。」
在評估其他粉床熔融 3D 列印機後,Boresight 的工程師認為傳統大型工業系統並不是最佳解決方案。高昂的前期成本無法透過 ASCA 合約來彌補,且要達到投資報酬率(ROI),他們的生產量必須在短時間內大幅增加。
他們需要的是高品質、高可靠性,但又不希望價格接近五十萬美元。Justin 又提及 : 「對我們來說,物超所值非常重要——整個公司都是建立在提供物超所值的解決方案上,我們每一分投入的成本都必須能夠回收。Fuse 系列提供了這樣的高效能價值。」
整合完善生態系統,提升製造效率
▲加入Fuse Blast後,Boresight 的 SLS 3D列印零件在生產力、產量及表面品質上都有顯著提升。
▲自動噴砂處理可將手動後處理時間縮短 80%,但對於某些零件,透過再花上幾分鐘進行手動噴砂,能讓零件的表面品質接近注塑成型的塑料零件,幾乎無法分辨。
當設施準備好後,Boresight 團隊立刻加入了 Fuse Blast 清潔與拋光系統,並增設了第二台 Fuse 1+ 30W 列印機。
Justin 表示:「現在我們有兩台列印機同時運作,列印完的零件只需要丟進 Blast 系統,就能達到比手工處理更好的表面效果。在生產能力和效率上,這對我們來說帶來了很大的幫助。」
利用Fuse 系列列印機,製造 Boresight 的高效能無人機
▲Boresight 遵循 Fuse系列列印機建議的維護與清潔表,確保即便在大批量生產的情況下,仍能保持零件品質的一致性與穩定性。
▲定期清潔光學匣能有效避免常見的列印缺陷,如波紋或凹點痕跡,而且清潔過程僅需大約 20 秒。
SLS 列印室的自支撐特性,讓 Boresight 的設計團隊可以靈活地將零件進行高密度排列。他們能夠將機殼、臂架、支架、電池艙和攝影機外殼等零件相互嵌套,一起在每次 Fuse 列印中完成。
這樣的高密度排列不僅能有效降低每個零件的成本,也有助於維持精實的製造模式。Justin 表示:「我們無人機上的幾乎所有零件都是在 Fuse 上列印的。」
擺脫 FDM 技術後,設計團隊獲得了更多自由,能夠製作出既輕量又堅固耐用的零件,無論在多麼惡劣的環境下,都能保持優異的表現。
「這款無人機是為軍事單位設計的,而軍事組織通常對設備的使用通常較為嚴苛。他們需要的設計必須簡單、輕巧且堅固,而這些需求通常是相互矛盾的。但藉由使用 Fuse 系列,我們能夠滿足這些要求。」— Justin Olde, Boresight 執行長
靈活性讓未來的發展更具彈性
在無人機產業中,唯一不變的就是變化。為了確保 Boresight 能夠應對這個快速變動的產業,Justin 完全投入 3D 列印技術。
他表示:「傳統技術像是注塑成型或真空成型會限制我們的彈性。對於 Boresight 所從事的工作,我們需要隨時能夠應對小幅度的變更需求。
3D 列印與 Fuse 系列提供了這樣的彈性。我們可以隨時進行調整——只需要一早醒來修改設計,接著讓列印機來完成後續的製作。」
透過 SLS 根據需求生產,Boresight 能夠快速應對產業的變化——無論是軍事單位需要不同尺寸的攝影機,還是旋翼葉片供應商更改固定裝置的安裝位置。
對傳統製造商來說,這些變動可能需要花費數十萬美元來處理過時的模具,但對 Boresight 來說,只需 10 分鐘的設計調整,就能列印出全新的解決方案。
Justin 表示:「對於注塑成型來說,我們必須生產大量的零件,才會顯得有意義。如果像機殼這類零件的模具費用高達 10 萬美元,而過了一年後載荷變更,那我就無法回收足夠的投資成本。」
相比傳統製造方式或大型粉床熔融列印機,Fuse 系列大幅降低了進入的門檻,讓 Boresight 能夠逐步發展。
他們透過嚴格維持精實製造模式,將產量與需求精確匹配,達到高效運營。隨著 Fuse 系列 SLS 生態系統的擴展,Boresight 不僅堅守 3D 列印技術,還提升了製造能力,打造更堅固的最終用途無人機。
「Fuse 技術賦予我們改變的能力。在我們開發並擴大生產規模時,Fuse 也將成為我們擴展的關鍵。」— Justin Olde, Boresight 執行長