De ontwikkeling van drones gaat razendsnel. Van FPV (First Person View) racing drones tot professionele inspectie-UAV's: steeds hogere prestaties vragen om lichtere en sterkere constructies. Daarom kiezen steeds meer dronebouwers voor composietmaterialen zoals epoxy en carbon. Deze combinatie levert een uitzonderlijk sterke constructie op met een minimaal gewicht. En dat is precies wat je nodig hebt voor een wendbare drone met een lange vliegtijd.
In dit artikel lees je waarom epoxy en koolstofvezel de standaard zijn geworden binnen de dronebouw, welke productietechnieken je kunt toepassen en hoe je stap voor stap een carbon droneframe maakt.
Binnen de luchtvaart worden composietmaterialen al tientallen jaren toegepast. Ook voor drones bieden ze grote voordelen ten opzichte van aluminium of kunststof. Een carbon frame is niet alleen lichter, maar ook stijver en beter bestand tegen trillingen en langdurige belasting.
Carbon bestaat uit extreem sterke koolstofvezels die zijn geweven tot een doek. In combinatie met epoxy ontstaat een zeer stijf composietmateriaal dat ideaal is voor droneframes.
Belangrijke voordelen zijn:
Carbon krijgt zijn uiteindelijke eigenschappen pas wanneer het wordt geïmpregneerd met epoxyhars. De epoxy vormt de matrix die alle vezels met elkaar verbindt en de krachten verdeelt.
Epoxy biedt onder andere:
Het ontwikkelen van een composiet droneframe bestaat uit meerdere stappen. Hieronder vind je het gebruikelijke proces dat zowel hobbyisten als professionele dronebouwers volgen.
Vrijwel ieder droneframe begint als een digitaal ontwerp in CAD-software zoals Fusion 360. Platte onderdelen worden meestal uit carbonplaten van 1,5 tot 3 mm gefreesd met een CNC-machine.
Wil je een aerodynamische romp, motorkappen of andere driedimensionale onderdelen maken? Dan werk je met een mal waarin je het carbon en de epoxy verwerkt.
Een goede malvoorbereiding voorkomt beschadigingen tijdens het lossen.
Bereid de mal als volgt voor:
Juist die vezelrichting heeft veel invloed op de uiteindelijke sterkte van het onderdeel.
Voor het verwerken van carbon worden voornamelijk twee technieken gebruikt.
Bij handlamineren wordt de epoxy met een roller of kwast in het koolstofweefsel gewerkt. Deze methode is relatief eenvoudig en ideaal voor prototypes of kleine projecten.
Voordelen:
Nadeel:
Voor hoogwaardige composietonderdelen is vacuüminfusie de professionele standaard. Bij deze techniek wordt eerst het droge carbonweefsel in de mal gelegd. Daarna wordt een vacuüm gecreëerd, waarna de epoxy automatisch door het laminaat stroomt.
Dit levert belangrijke voordelen op:
Na het lamineren moet de epoxy volledig uitharden. Veel systemen harden uit bij kamertemperatuur, maar sommige epoxy's kunnen daarna nog worden nagehard in een oven (post-curing). Een post-cure verhoogt de glasovergangstemperatuur (Tg), waardoor het onderdeel beter bestand is tegen de warmte die motoren en elektronica tijdens langdurige vluchten produceren.
Na het uitharden wordt het onderdeel uit de mal gehaald, afgewerkt en indien nodig bijgewerkt.
Wanneer alle carbon onderdelen gereed zijn, kunnen deze worden gemonteerd met de overige componenten, zoals:
Afhankelijk van het ontwerp worden onderdelen verlijmd met epoxy of mechanisch bevestigd. Voordat de drone daadwerkelijk de lucht in gaat, is het verstandig om het frame eerst mechanisch te testen op stijfheid, trillingen en belasting.
Een sterk droneframe wordt niet alleen bepaald door de kwaliteit van het carbon, maar ook door de opbouw van het laminaat. Door verschillende vezelrichtingen te combineren, ontstaat een frame dat optimaal bestand is tegen buiging én torsie.
Veelgebruikte opbouwen zijn:
Voor dronearmen wordt vaak een combinatie gebruikt van unidirectioneel carbon (UD) en twill-weefsel (keper). Hierdoor ontstaat een optimale balans tussen stijfheid, gewicht en torsiebestendigheid.
Voor het bouwen van een carbon droneframe heb je doorgaans de volgende materialen nodig:
Een succesvol droneproject begint met de juiste materialen én een partner die met je meedenkt. Of je nu een eerste prototype bouwt, een bestaand ontwerp optimaliseert of werkt aan de voorbereiding van serieproductie: Polyestershoppen ondersteunt je bij iedere stap van het composietproces.
Bij de ontwikkeling van een nieuw droneframe wil je niet direct grote hoeveelheden materiaal inkopen. Daarom leveren wij ook kleine hoeveelheden carbon, epoxy en andere composietmaterialen direct uit voorraad. Zo kun je snel starten met testen en prototypen, zonder direct vast te zitten aan hoge voorraadkosten. Van de eerste proeflaminaten tot een reproduceerbaar productieproces: onze specialisten denken graag met je mee over de beste aanpak voor jouw toepassing. Voor 17:30 uur besteld? Vandaag verzonden!
Ons assortiment is samengesteld voor zowel hobbybouwers als professionele ontwikkelaars en bestaat onder andere uit:
Dankzij de mogelijkheid om zowel kleine verpakkingen als grotere hoeveelheden te bestellen, kun je eenvoudig opschalen. Begin met een enkel prototype en groei vervolgens door naar een efficiënter productieproces zonder onnodige materiaalverspilling.
Composietbouw draait niet alleen om de juiste materialen, maar ook om de juiste verwerkingstechniek. Onze specialisten hebben veel kennis van epoxy, carbon en vacuümtechnieken en helpen je graag bij technische vraagstukken.
Wij kunnen onder andere adviseren over:
Door onze combinatie van voorraad, technische kennis en praktijkervaring zijn wij meer dan alleen een leverancier van composietmaterialen. Wij helpen makers, engineers en producenten om hun droneconcept verder te ontwikkelen en succesvol in productie te brengen. Vragen? Neem gerust contact met ons op!
Heb je een specifieke vraag? Bel met één van onze specialisten voor gratis advies +3185 0220090
