Was ist eine Drohne (UAV)?

Eine Drohne ist die allgemeine Bezeichnung für ein Fluggerät, das ohne Besatzung an Bord ferngesteuert oder autonom fliegt. Drohnen werden auch als UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) oder unbemannte Luftfahrzeuge bezeichnet. In den letzten Jahren hat ihr Einsatz in verschiedenen Bereichen wie Industrie, Katastrophenschutz, Landwirtschaft und Logistik rasant zugenommen.

(Links) Multikopter-Drohne, (Rechts) Starrflügler-Drohne
(Links) Multikopter-Drohne, (Rechts) Starrflügler-Drohne

Die Materialien für Drohnenbauteile müssen nicht nur leicht, sondern auch hochsteif für einen stabilen Flug und witterungsbeständig gegen UV-Strahlung und Feuchtigkeit im Außeneinsatz sein. Darüber hinaus sind für Drohnenrotorblätter, Tragflächen und Gehäuse weitere Gewichtsreduzierungen durch Materialverdünnung, Kostensenkungen für die Massenproduktion sowie eine verbesserte Hitze- und Witterungsbeständigkeit erforderlich.

Bei Asahi Kasei schlagen wir den technischen Kunststoffschaumstoff „SunForce™“ als Material für Drohnenteile wie Rotorblätter, Flügel und Gehäuse vor.

Hochhitzebeständiger Schaumstoff für Drohnenteile Sunforce

Was ist SunForce™ hochhitzebeständiger Schaumstoff für Drohnenteile?

SunForce™ ist ein perlenförmiger Schaumstoff aus dem modifizierten PPE-Harz „XYRON™“ von Asahi Kasei. Wie Allzweckschäume wie expandiertes Polystyrol (EPS) und expandiertes Polypropylen (EPP) kann er mit ähnlichen Formgebungsverfahren verarbeitet werden.

Zusätzlich zu den typischen Schaumstoffeigenschaften wie geringem Gewicht und Wärmedämmung bietet er auch eine hohe Hitzebeständigkeit und hohe Steifigkeit, die für technische Kunststoffe einzigartig sind.

Da SunForce™ zudem mit kleinen Perlen arbeitet, eignet es sich für dünnwandige und komplex geformte Formteile und ermöglicht so eine effiziente Bauteilproduktion.

SunForce™ Formteil (Beispiel für ein dünnwandiges Formteil)
SunForce™ Formteil (Beispiel für ein dünnwandiges Formteil)

Vorteile von SunForce™ als Material für Drohnenteile

  • Leichtbauweise und hohe Steifigkeit: Erreicht sowohl eine Gewichtsreduzierung der Drohne als auch einen stabilen Flug.
  • Hohe Witterungsbeständigkeit: Entspricht dem UL746C f1-Standard und bietet hohe Haltbarkeit bei minimaler UV-Beeinträchtigung.
    (Für Details zur Witterungsbeständigkeit SunForce™ klicken Sie hier.)
  • Geringe Wasseraufnahme: Wird von der Luftfeuchtigkeit im Freien kaum beeinflusst.
  • Hohe Hitzebeständigkeit: Geringere Verformung und Festigkeitsminderung durch Hitze im Vergleich zu anderen Materialien.
  • Dünnwandiges Formverfahren möglich: Kann auch für Drohnenrotorblätter durch Formpressen hergestellt werden.
SunForce™ Formteilbeispiel (Kernmaterial für Drohnenrotorblätter)
SunForce™ Formteilbeispiel (Kernmaterial für Drohnenrotorblätter)

Weitere Details zu den Vorteilen von SunForce™, einschließlich physikalischer Eigenschaften, finden Sie in den herunterladbaren Folien.

Eigenschaften von SunForce™ als GFK-Kernmaterial für Drohnenteile

Um leichtere und steifere Drohnenteile zu erhalten, wird in letzter Zeit vermehrt auf Verbundwerkstoffe zurückgegriffen, bei denen faserverstärkte Kunststoffe (FRP) wie Kohlenstofffasern (CF) oder Glasfasern (GF) mit Schaumstoffen laminiert werden.
Nachfolgend sind die Eigenschaften von SunForce™ als Kernmaterial für Faserverbundwerkstoffe aufgeführt.

Verbundwerkstoffe aus Faserverbundwerkstoffen und SunForce™
Verbundwerkstoffe aus Faserverbundwerkstoffen und SunForce™
  • Hohe Hitzebeständigkeit:

Als GFK-Kernmaterial weist SunForce™ eine höhere Hitzebeständigkeit als EPS oder EPP auf und eignet sich daher für das Hochtemperatur-Verbundformverfahren mit Prepregs, die Kohlenstoff- oder Glasfasern enthalten. Es ist für gängige Verbundformverfahren wie das Autoklavenverfahren, das PCM-Verfahren (Prepreg Compression Molding) und das RTM-Verfahren (Resin Transfer Molding) geeignet und findet zunehmend Anwendung im PCM-Verfahren.

  • Massenproduktivität (Kostenreduzierung):

Im Gegensatz zu plattenförmigen Schaumstoffen wie PMI (Polymethacrylimid) benötigt SunForce™ keine Schneideprozesse, wodurch sowohl eine hohe Massenproduktivität als auch eine Kostenreduzierung erreicht werden und Innovationen in die Formgebungsprozesse von Faserverbundwerkstoffen eingebracht werden.

Kostenvorteile SunForce™
Kostenvorteile SunForce™

Dank dieser Eigenschaften ermöglichen GFK-Verbundwerkstoffe mit SunForce™-Schaumkern eine effiziente Massenproduktion von Multicopter-Drohnenrotoren und Starrflügler-Drohnenflügeln.

Drohnenrotorblatt (links) und Starrflügler (rechts) aus GFK × SunForce™-Verbundwerkstoffen
Drohnenrotorblatt (links) und Starrflügler (rechts) aus GFK × SunForce™-Verbundwerkstoffen

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sunforce

SunForce™

Eine Perle, die durch Aufschäumen von modifiziertem PPE-Harz hergestellt wird und über hervorragende Flammbeständigkeit, niedrige dielektrische Eigenschaften und Maßgenauigkeit verfügt.

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"Industriemaschinen"

Asahi Kasei Engineering Plastics Asahi Kasei bietet technische Kunststoffe und funktionale Harze an. Wir verarbeiten hauptsächlich Polyacetal (POM), Polyamid (PA, Nylon) und modifizierte Polyphenylenether (PPE) und bieten Referenzinformationen zum Harzdesign, Fallstudien, Branchentrends usw. Asahi Kasei Corporation Asahi Kasei Engineering Plastics