Introduzione a SAAB Avitronics South Africa
Saab Avitronics nasce dalla fusione di SaabTech (Saab, Svezia) e Avitronics (Grintek, Sud Africa). In qualità di business unit congiunta, Saab Avitronics è in grado di fornire un ampio know-how sui sistemi di comunicazione per applicazioni aeree, terrestri e marittime.
La loro gamma di prodotti di Electronic Warfare comprende jammer, sistemi ELINT/ESM e sistemi di autoprotezione autonomi o completamente integrati con funzioni di avviso di avvicinamento radar, laser e missile, e sistemi di erogazione di contromisure.
Si occupano di avionica per aerei militari e commerciali, realizzando prodotti che vanno da sistemi di controllo e utilità critici per la sicurezza a sistemi di ricognizione, sistemi di visualizzazione e un’ampia gamma di avionica modulare.
Avitronics e stampa 3D
“La realizzazione di un prototipo del sistema Laser-Warning LWS 200 in stereolitografia ha segnato l’ingresso di Avitronics nella produzione additiva”, afferma Paul du Plessis, Design Manager di SAAB Avitronics.
“Questa tecnologia di stampa 3D è stata utilizzata per diversi progetti. Le resine disponibili all’epoca erano piuttosto fragili, semitrasparenti e il loro uso era limitato alla creazione di prototipi estetici o di assemblaggio. La tecnologia e i materiali sono migliorati nel decennio successivo.
Nel 2005, il programma di sviluppo intensivo di un veicolo aereo subsonico senza pilota richiedeva un alloggiamento compatto, leggero, robusto e impermeabile. Avevamo meno di due settimane di tempo per completarne la progettazione e la produzione di due set completi di componenti. I finanziamenti inoltre erano limitati”.
“Avendo già usato in progetti precedenti alcuni componenti realizzati con la sinterizzazione laser selettiva e materiali poliammidici, ho optato per questa tecnologia.”
“Il risultato è stato molto positivo. Siamo riusciti a soddisfare tutti i requisiti nei tempi e nel budget consentiti. Questo processo è stato anche impiegato con successo in un progetto di verifica, e da allora si è affermato come modalità per produrre alloggiamenti finali, performanti e specifici per UAV.”
Il tester del sistema Laser-Warnering LS31
Paul du Plessis, Design Manager di SAAB Avitronics, continua: “Oltre alla nostra gamma di sistemi avionici e di Electronic Warfare, in Avitronics produciamo un’ampia varietà di dispositivi di prova per questi prodotti.
La forte crescita del settore dei veicoli militari terrestri ha preannunciato la necessità di dispositivi di prova portatili per i sistemi di allarme laser.
LS31 doveva essere un dispositivo di test portatile per sistemi di allarme laser su piattaforme aeree, ad ala fissa e rotante, mezzi navali e veicoli da difesa terrestri.
Il cliente n. 1 ha richiesto solo due prototipi, seguiti da altre otto unità di produzione.
Per rispettare il prezzo di consegna previsto, nonché i tempi richiesti, non è stato possibile prendere in considerazione lo stampaggio a iniezione tradizionale. Anche la lavorazione in alluminio dal pieno sarebbe troppo costosa.”
Requisiti
Le scatole del sistema LS31 dovevano soddisfare le seguenti specifiche:
- Compattezza
- Comodità d’uso
- Impermeabilità
- Robustezza
- Gamma di temperature di esercizio da -25°C a +85°C
- Economicità
Prototipo 1
Paul du Plessis aggiunge: “La geometria del prototipo è stata realizzata con il software Solidworks, ed è stata scelta la stampa 3D come metodo di fabbricazione.
I vantaggi offerti erano:
- Elevato numero di aziende in Sud Africa che offrono questo servizio
- Plastica ABS
- Colore nero naturale – Nessun bisogno di verniciatura
Prototipo 1. Risultati
Le parti prototipate sono state ricevute pochi giorni dopo l’invio dei file STL all’azienda.
Avendo visto in precedenza eccellenti componenti stampati in 3D, questa volta i risultati sono stati piuttosto deludenti. La superficie esterna ricurva presentava gradini molto pronunciati e i caratteri incisi erano poco chiari.
Un problema ulteriore era la robustezza del materiale: montando il circuito stampato, gli attacchi a incastro si sono rotti.”
“Per rimediare, il fornitore si è offerto di realizzare nuove parti, che hanno mostrato leggere migliorie. Queste parti sono state poi rifinite a mano e verniciate.”
“Fu deciso che le parti non rispettavano uno standard accettabile per essere consegnate ad un cliente. Inoltre, il prezzo era di circa il 25% superiore rispetto alle precedenti quotazioni con la sinterizzazione laser.”
Prototipo 2
“La stessa geometria è stata usata per sviluppare il secondo prototipo. Le parti sono state prodotte con la tecnologia della sinterizzazione laser selettiva e Carbonmide, un materiale poliammidico caricato con fibra di carbonio.”
Prototipo 2. Risultati
“Le parti sono state consegnate entro due settimane, ma – anche esteticamente – erano piuttosto deludenti. Il colore non era nero come previsto, ma di un colore grigio scuro e la superficie era ruvida. L’esterno presentava delle sfaccettature a gradini, meno pronunciate rispetto al prototipo 1. Anche i caratteri incisi mancavano di definizione e in alcuni punti erano poco chiari.”
“Comunque, questi componenti sembravano molto robusti. Purtroppo non erano della qualità che volevamo fornire al cliente.”
Prototipo 3
“Decidemmo di sviluppare il terzo prototipo utilizzando sempre la sinterizzazione laser selettiva e i materiali Duraform PA e Duraform GF (caricato vetro). Questo materiale è stato usato con successo in altri progetti, come i droni. La geometria dei pezzi doveva essere la stessa usata per i prototipi 1 e 2.”
Prototipo 3. Risultati
“Le parti sono state realizzate da un fornitore locale e consegnate entro cinque giorni. Qualche sfaccettatura era evidente, ma minore rispetto ai precedenti prototipi. Anche la definizione delle lettere incise era migliorata come, nel complesso, la finitura.”
“L’unico problema era il colore, che nel caso del Duraform era bianco, e di un bianco grigiastro nella versiona stampata in Duraform GF. Le parti necessitavano di una mascheratura e verniciatura.”
“Per quanto riguarda la robustezza, entrambi sembravano abbastanza buoni; superiore la versione in Duraform GF.”
“La mascheratura si è rivelata piuttosto complicata e, sfortunatamente, ha determinato un bordo irregolare. Dopo la verniciatura, il prodotto finito è stato sicuramente il migliore ottenuto fino a quel momento, ma non della qualità a cui puntavamo.”
Prototipo 4
“A questo punto, il design della scatola del sistema LS31 è stato sostanzialmente modificato per migliorarne l’estetica e l’ergonomia. Una ricerca su internet ci ha portato al sito di CRP Technology. Il loro materiale a base poliammidica carico con fibra di carbonio, Windform XT, sembrava offrire le caratteristiche che richiedevamo. CRP proponeva una finitura nera superiore e un’elevata resistenza.
L’azienda è attualmente un punto di riferimento per i clienti il cui primo obiettivo è l’alta tecnologia, e anche i settori militare e aerospaziale mostrano interesse per le soluzioni tecnologiche che CRP offre. La ricerca continua e l’innovazione perseguita in molti anni di attività hanno permesso loro di comprendere e cogliere le esigenze e le dinamiche del mondo delle corse prima, e ora anche di SAAB:
- Massimo supporto alle richieste del cliente,
- Qualità e affidabilità eccellenti,
- Tempi di consegna molto brevi,
- Ricerca continua di soluzioni innovative con un reparto di R&S interno costantemente aggiornato
- Know-how che permette loro di essere coinvolti nelle prime fasi di progettazione e sviluppo per ottimizzare anche il design.
Il materiale che abbiamo utilizzato per il prototipo 4 del tester del sistema Laser-Warning LS 31 è il Windform® XT, creato da CRP Technology per il mercato ad alte prestazioni, dove il rinforzo di fibra di carbonio fa la differenza. Si tratta infatti di un materiale a base poliammidica caricato con fibra di carbonio che consente la realizzazione di prototipi funzionali e particolari di produzione di fascia alta: Il Windform® XT è stato scelto perché migliore e più performante in confronto agli altri materiali usati in precedenza.”
“Windform® XT permette:
- Di ottenere parti estremamente leggere e in poco tempo, grazie all’uso – come processo di frabbricazione – della sinterizzazione mezzo laser;
- Di realizzare forme più complesse;
- Di risparmiare sul costo del pezzo lavorato .”
Prototipo 4. Risultati
“Le parti in Windform sono state consegnate un paio di giorni dopo l’ordine. Siamo rimasti sbalorditi. Anche se il nuovo design aveva una forma molto più sinuosa, non erano visibili sfaccettature o gradini all’esterno e all’interno. Le parti avevano una bella finitura di colore nero come se fossero state prodotte a iniezione.”
“Le incisioni avevano una buona definizione, e le parti sembravano piuttosto forti, resistenti. Un ulteriore vantaggio è stato rappresentato dalla conducibilità: Questa proprietà avrebbe offerto un livello sicuro di soppressione EMI.”
“Le uniche modifiche che abbiamo fatti riguardavano piccoli miglioramenti nel design per garantire una migliore tenuta e l’adattabilità degli interruttori e dei led. La dimensione dei caratteri incisi è stata aumentata e l’incisione resa più profonda. Il costo era molto simile a quello del prototipo 3.”
“Il prototipo 4 rappresentava decisamente lo standard di qualità che volevamo, e il livello di prodotto che volevamo fornire al cliente.”
Cosa abbiamo ottenuto?
- Design compatto, di dimensioni ridotte
- Robusto
- Impermeabile
- Ergonomico
- Esteticamente gradevole, si abbina ai prodotti stampati ad iniezione
- Leggero
- Conduttività che offre una sicura schermatura EMI
- Costi ridotti