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Superficies Mínimas como una Solución Innovadora para el Diseño de un Vehículo Aéreo No Tripulado (VANT) Alimentado por Energía Solar Fabricado por Adición

Autores: García-Gascón, César; Castelló-Pedrero, Pablo; García-Manrique, Juan Antonio

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Superficies Mínimas como una Solución Innovadora para el Diseño de un Vehículo Aéreo No Tripulado (VANT) Alimentado por Energía Solar Fabricado por Adición


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Metodología
Diseño
Fabricación
Tecnologías aditivas
Paneles solares
UAV

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento tiene como objetivo describir la metodología utilizada en el diseño y fabricación de una aeronave de ala fija fabricada mediante técnicas aditivas junto con la implementación de tecnología basada en paneles solares. El objetivo principal es aumentar la autonomía y el alcance de las misiones autónomas del UAV. Además, uno de los principales objetivos es mejorar las capacidades de la industria aeronáutica hacia aeronaves sostenibles y adquirir mejores propiedades mecánicas gracias al uso de tecnologías aditivas y nuevos materiales de impresión. Además, se podría lograr un menor impacto ambiental a través del uso de energías renovables. La tecnología de extrusión de materiales (MEX) podría utilizarse para la fabricación de piezas más fuertes y ligeras utilizando gyroids como relleno del material impreso. El documento propone el uso de superficies mínimas para el refuerzo de las alas del UAV. Este tipo de superficie nunca se había utilizado porque no es posible fabricarla utilizando técnicas convencionales. El rápido crecimiento de las tecnologías aditivas ha generado muchas expectativas para nuevas metodologías de diseño en la industria aeronáutica. En este estudio, se realizaron pruebas mecánicas en especímenes fabricados con diferentes geometrías para abordar el diseño y la fabricación de un UAV como demostrador. Además, para llevar a cabo la fabricación del prototipo, se probó una impresora 3D con un banco móvil similar a una cinta, que permite la fabricación de piezas sin limitaciones en el eje Z. Las piezas fabricadas con esta técnica pueden mejorarse estructuralmente, y es posible evitar la fabricación de múltiples impresiones de pequeñas partes de la aeronave que tendrán que ser pegadas posteriormente, disminuyendo las propiedades mecánicas del UAV. Se presenta el diseño conceptual y la fabricación de una aeronave solar, SolarÍO, utilizando tecnologías aditivas. Se llevó a cabo un estudio de las impresoras 3D más innovadoras que permitieron la fabricación de piezas con un eje Z infinito y, además, se aplicó un relleno basado en superficies mínimas (gyroids), lo que aumentó considerablemente las propiedades mecánicas de las piezas impresas. Finalmente, se puede afirmar que en este artículo se demuestra el potencial de la fabricación aditiva como un nuevo proceso de fabricación para pequeñas aeronaves y para el sector aeronáutico en el futuro, cuando ya se hayan desarrollado nuevos materiales y procesos de fabricación aditiva más eficientes.

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