Drones más ligeros y sin mantenimiento gracias a bujes plásticos
El mercado de drones ha crecido de forma acelerada durante los últimos años y se proyecta que alcance los 57.8 mil millones de dólares para 2030. Esto representa la oportunidad perfecta para que los fabricantes mejoren sus diseños y logren que sus drones destaquen frente a la competencia.
Una de las mejores y más sencillas formas de hacerlo es incorporando componentes plásticos de funcionamiento en seco y libres de mantenimiento en los drones y en sus accesorios (plataformas de aterrizaje, estaciones de carga, sistemas drone-in-a-box).
Sigue leyendo para conocer los beneficios que los plásticos libres de mantenimiento pueden aportar a los drones y las maneras específicas en que puedes integrarlos en tus propios diseños, basándonos en casos de uso reales.Table of contents
Ventajas de utilizar plásticos de alto rendimiento en drones
En comparación con el metal, el uso de componentes plásticos tribológicamente optimizados en la tecnología de drones ofrece numerosas ventajas. Entre ellas se incluyen operación libre de mantenimiento, resistencia a la suciedad y al polvo, peso ligero y mucho más.
Libres de mantenimiento
Los plásticos tribológicamente optimizados, como los de igus, están diseñados con lubricantes sólidos incorporados que se mezclan de manera uniforme dentro del material plástico. Esto garantiza que el componente se mantenga adecuadamente lubricado en todo momento, eliminando la necesidad de realizar mantenimiento periódico.
Lectura recomendada: ¿Cómo funcionan los bujes autolubricantes?
Resistencia a la suciedad y al polvo
Normalmente, la grasa utilizada para que los componentes metálicos funcionen de manera suave atrae suciedad y polvo con el tiempo. Sin embargo, como los componentes plásticos no utilizan grasa, no hay nada a lo que la suciedad y el polvo se puedan adherir. Esto hace que los componentes plásticos sean completamente resistentes a la suciedad y al polvo, ideales para aplicaciones en exteriores.
Resistencia a la corrosión
Los plásticos son inherentemente resistentes a la corrosión, lo que permite utilizarlos sin problema en aplicaciones en exteriores expuestas a la humedad. Aunque algunos metales como el acero inoxidable y el aluminio también ofrecen cierta resistencia a la corrosión, muchos otros se oxidan y se deterioran cuando están en contacto constante con la humedad.
Peso ligero
ChatGPT said:
Los plásticos son inherentemente más ligeros que los metales, y el peso es uno de los factores más importantes a considerar en el diseño de drones. Los bujes plásticos de peso ligero facilitan cumplir con los requisitos de diseño relacionados con el peso, especialmente porque pueden llegar a pesar hasta cinco veces menos que sus alternativas metálicas.
Bajo costo
Los costos de producción y de materia prima para componentes plásticos son mucho menores que los de los componentes metálicos, por lo que los plásticos son una opción mucho más rentable. Esto puede ayudar a reducir el costo total del sistema o permitir destinar más presupuesto a componentes y sistemas de mayor inversión, como baterías, sensores y sistemas de control remoto.
Componentes plásticos para uso en drones y tecnologías de drones
Existe una gran variedad de componentes plásticos tribológicamente optimizados que pueden utilizarse en drones y en la tecnología de drones. Entre ellos se incluyen diferentes tipos de bujes y rodamientos, como bujes lisos, lineales y esféricos, conjuntos de husillo (lead screw assemblies), actuadores lineales accionados por banda o por husillo, cadenas portacables, así como componentes especiales fabricados a la medida.
Bujes lisos
Los bujes lisos son unos de los componentes más versátiles en la industria manufacturera gracias a su capacidad para soportar distintos tipos de movimiento, por lo que pueden utilizarse en prácticamente todas las partes de un dron y en sus accesorios.
En un giroplano desarrollado por la empresa alemana Schwarz Industrieservice, se utilizaron bujes iglide en la cabeza del rotor, responsables de facilitar el movimiento en los ejes longitudinal y transversal.
Bujes lineales
Los bujes lineales pueden encontrarse tanto en drones especializados como en otras tecnologías, por ejemplo, estaciones de aterrizaje. En las estaciones de aterrizaje, los bujes lineales se utilizan para extensiones de plataforma y sistemas de posicionamiento.
Los drones especializados, como este dron de control de plagas llamado “FitoStinger”, pueden aprovechar los bujes lineales para lograr movimientos lineales precisos. En el caso de FitoStinger, se utilizó una guía lineal drylin de fibra de carbono para posicionar un rociador de pesticida en puntos específicos de infestación.
Bujes esféricos
Los bujes esféricos son una parte esencial del diseño de drones, especialmente en aquellos que utilizan un plato cíclico físico (swash plate). En esta zona, los bujes esféricos igubal ofrecen un rendimiento confiable, libre de mantenimiento y apto para cualquier condición climática.
ChatGPT said:
Los bujes esféricos igubal se han utilizado precisamente para este tipo de aplicación en el dron helicóptero MARVIN Mk3. Estos bujes se colocaron en los puntos de unión de las varillas de empuje, el plato cíclico y los soportes de las palas del rotor del dron. Todo el sistema de bujes debía estar libre de holguras y ayuda a desacoplar el rotor de cola de las vibraciones generadas por las palas del rotor.
Conjuntos de husillo roscado
Los conjuntos de husillo roscado se utilizan con mayor frecuencia en sistemas drone-in-a-box y en otras plataformas de aterrizaje similares o estaciones de intercambio de baterías. Muchos de estos sistemas cuentan con una tapa o puerta que puede abrirse y cerrarse según se necesite para el despegue y aterrizaje del dron, la cual puede ser accionada mediante un conjunto de husillo roscado.
Los conjuntos de husillo roscado de alta hélice desarrollados por igus ofrecen la solución perfecta de bajo rozamiento para este tipo de aplicaciones. El diseño asimétrico de la rosca ayuda a lograr una vida útil hasta un 30% mayor en comparación con otros perfiles de rosca.
Actuadores lineales
Al igual que los bujes lineales y los conjuntos de husillo roscado, los actuadores lineales pueden utilizarse para movimientos en línea recta en plataformas de aterrizaje y sistemas drone-in-a-box. En igus hay disponibles actuadores accionados por husillo y por banda, ambos ofrecen un funcionamiento en seco, libre de mantenimiento.
Cadenas portacables
Las cadenas portacables son especialmente útiles en los sistemas drone-in-a-box, donde es imprescindible mantener los cables bien organizados para evitar enganches o enredos. La apertura y cierre de la tapa, el movimiento de los componentes que centran el dron y el ascenso y descenso de la plataforma de aterrizaje se benefician directamente de una correcta gestión de cables.
El tamaño compacto de los sistemas drone-in-a-box implica que las cadenas portacables deban tener un diseño especialmente reducido. igus ofrece cadenas portacables miniatura de polímero —como las series E2 mini y E2 micro— ideales para este tipo de aplicación. Al igual que otros productos de igus, las e-chain están diseñadas para funcionar en seco, resistir suciedad, polvo y otros efectos climáticos, y ser completamente libres de mantenimiento.
Componentes a la medida
Para aplicaciones especializadas, los componentes estándar del catálogo no siempre serán una solución viable. En estos casos, los componentes especiales impresos en 3D con materiales de impresión 3D de igus resistentes al desgaste son ideales, ya que ofrecen todos los beneficios de los tribopolímeros de igus en dimensiones y geometrías totalmente personalizadas.
Las piezas pueden imprimirse mediante los métodos FDM, SLS y DLP, y hay disponibles más de una docena de materiales en los tres procesos.
Industrias clave para la tecnología de drones
Manejo de materiales
Algunos almacenes ya han empezado a utilizar drones para el manejo de materiales y la gestión de inventarios. Los drones no solo pueden volar por el almacén para escanear códigos de barras e inspeccionar productos en busca de daños, sino que incluso pueden transportar mercancías dentro del mismo almacén o entre almacenes distintos.
Militar
Tanto los drones aéreos como los submarinos se utilizan en aplicaciones militares. Aunque su uso principal suele ser la vigilancia y el reconocimiento, también pueden emplearse en ataques de precisión, ejercicios de entrenamiento y tareas de logística.
Sector marítimo
Los drones submarinos, o vehículos operados remotamente (ROVs), se utilizan desde la década de 1950. Pueden emplearse en una amplia variedad de aplicaciones, como inspección de tuberías, estudios de ecosistemas y cambio climático, así como monitoreo de granjas acuícolas.
Respuesta ante desastres
Los drones son una solución excelente en situaciones de respuesta ante desastres, ya que permiten realizar un reconocimiento rápido de las zonas afectadas. Esto ayuda a que los equipos de rescate y apoyo prioricen mejor su tiempo y recursos, lo que se traduce en respuestas más rápidas y efectivas que reducen el impacto del desastre y salvan más vidas.
Conclusión
En el mercado de drones de rápido crecimiento, las empresas necesitan encontrar maneras de diferenciarse de la competencia o corren el riesgo de quedarse atrás. Los componentes plásticos autolubricados ofrecen esa ventaja competitiva tan necesaria, permitiendo desarrollar drones y accesorios más ligeros, de bajo mantenimiento y a una fracción del costo.
