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Industry

Engineering [Case Study] Sintratec X EMPA 2023.07.20
극한의 온도를 견디는 소방 특수 드론

EMPA (Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology) 스위스 연방 연구소는 '지속 가능한 미래를 위한 최첨단 재료 및 기술 연구를 수행하는 연구기관입니다. 에너지, 환경, 건강 및 안전 분야의 솔루션을 개발합니다.
스위스 EMPA 연구소의 지속 가능성 로봇 연구소는 소방 작업을 위한 특수 드론을 개발하였습니다. SLS 3D프린팅으로 제조된 가볍고 안정적이며 온도에 강한 부품이 제품 개발 성공의 핵심이었습니다. 비행 로봇 플랫폼 개발에 중점을 두고 있는 EMPA의 연구 엔지니어 팀은 매일 미지의 환경으로 목숨을 걸고 나아가는 소방관들의 위험을 최소화하고 소방 작업에 효율성을 높이는데 도움을 주기 위해 특수 드론을 개발하는데 약 6개월의 시간을 보냈습니다. RGB 카메라 및 적외선 센서를 장착한 소방 드론은 위험 구역에서 정찰 장비로 사용되어 해당 지역의 영상 데이터를 직접 전송해줌으로 소방 작업에서 큰 역할을 합니다.
소방 작업을 위한 특수 드론의 3D모델링
3D모델링을 통해 3D프린터로 출력한 소방 특수 드론 부품
Sintratec 3D프린터로 출력한 소방 특수 드론
일반적으로 드론은 열을 견디기 어려운 녹거나 타는 성질을 가진 소재로 제작되기에, 극한의 온도에서는 작동하지 않도록 설계됩니다. 때문에 소방 작전에 투입될 특수 드론의 프로토타입 제작을 위해 최대 200℃의 고온을 견딜 수 있는 소재를 찾아야 했습니다. EMPA의 엔지니어와 소재 개발 연구진이 협력하여 드론의 내부 전자 장치를 효과적으로 보호하기 위해 폴리이미드 에어로젤 열 실드를 개발하였습니다. 초기 개발 단계에서는 뛰어난 설계 자유도를 제공하는 FDM 방식의 3D프린터를 사용하였으나, 이후 출력 정확도와 소재의 특성 및 내열성 문제로 인해 SLS 방식의 3D프린터로 교체하였고, 열에 강한 PA12 소재로 출력하여 제작하였습니다. FDM 방식의 3D프린팅 기술과 비교할 때 SLS 방식은 출력 시 지지구조가 필요하지 않다는 큰 이점을 제공할 뿐 아니라 소재의 특성 또한 매우 뛰어납니다. Sintratec으로 출력한 부품은 소방 특수 드론의 에어로젤 쉘의 장착 프레임, 전자 부품의 고정지점, 로터 암용 클램프 및 기어박스 하우징에 사용되었으며, Sintratec의 SLS 방식 3D프린팅 기술과 재료의 특성은 소방 특수드론 제작 프로젝트의 모든 요구사항을 충족하였고 실제 조건에서 테스트했을 때에도 예상대로 문제없이 수행되었습니다.
'Sintratec의 SLS 방식 3D프린팅 기술과 우수한 재료 특성은 고품질의 견고한 내열성 부품이 요구되는 소방 특수 드론 제작에 완벽히 충족됩니다.'
- EMPA 지속 가능성 로봇 연구소의 연구 엔지니어, David Hausermann
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