满足无人机高性能要求，拉挤&拉绕复合材料来助力
2020 年，意大利米兰理工大学 (PoliMI) 无人机研究实验室的一群工程师利用他们在无人机设计、集成、飞行测试和生产方面的专业知识组建了新的分拆公司。如今，Ant-X 是一家定制无人机解决方案提供商，一方面涉足 PoliMI 的研究领域，另一方面涉足快速扩张的全球无人机市场。
Ant-X 的 Aries 遥控无人机
Ant-X 意识到复合材料的机械特性（刚度、耐用性和轻质）适合无人机组件的要求，因此开始寻找第三方复合材料供应商，最终独家选择了 Exel Composites（芬兰万塔）。
遥控无人机在许多领域越来越受欢迎，例如货物和乘客运输、检查和国防，这些领域的轻量化至关重要。此外，飞行稳定性具有很小的裕度，并且在很大程度上依赖于无人机的配置，因此在剧烈、多风的环境中保持飞行状态必须具有刚度。持续暴露在自然环境中还需要耐腐蚀和防水损害。这些都是碳纤维等材料所擅长的重要品质。
过去，Ant-X 依赖多个第三方供应商来采购其复合材料结构单元。这导致了交付和质量方面的问题，因为该公司需要管理多个供应链和业务关系，从而增加了其管理负担。特别是，不同供应商提供的碳纤维部件的质量不一致，这使得 Ant-X 制造性能可靠的无人机变得更加困难。
“拉挤复合材料已知且可重复的机械性能意味着它们性能可靠，从而减少了 Ant-X 工程过程中的可变性和不确定性。”
Ant-X 首席执行官西蒙·潘扎 (Simone Panza) 表示：“我们发现我们对时间尺度、使用的原材料以及我们收到的复合材料背后的供应链的总体决策没有足够的控制。” “这些方面的影响力不够，意味着设计、原型、测试和生产的基础不稳定；我们努力按照我们想要的方式进行创新。”
Ant-X 在会议上决定了公司的中长期方向，并决定是时候将其综合供应需求整合到单一采购流中了。2022 年 6 月，这家意大利无人机公司决定采取新方法，并联系了全新的复合材料合作伙伴 Exel Composites，询问解决方案。
“我们之所以选择 Exel Composites，是因为它是拉挤成型和拉绕制造工艺领域的市场领导者和专家，”Panza 解释道。“Exel 因其能够帮助客户克服使用复合材料的挑战而脱颖而出。作为一家致力于研发和原型设计的公司，我们需要一家具有灵活性和专业知识的供应商来帮助我们创新；我们找到了一个。”
Exel Composites 首先为 Ant-X 提供用于测试阶段的标准碳纤维管，但很快就决定需要一定程度的专业化。
“我们在 Exel 专注于定制复合材料解决方案，”Exel Composites 意大利区域销售经理 Luigi Cannone 指出。“我们首先提供标准的拉绕碳纤维管，但我们希望更深入地了解 Ant-X 的需求，以了解我们如何支持原型无人机结构设计。我们认识到 Ant-X 之前遇到的复合材料部件不一致的问题，并共同决定，由于拉挤和拉绕的连续性，供应模块化部件将是有利的。”
在这两种工艺中，复合型材都是由树脂浸渍的纤维形成的，这些纤维被拉入加热的模具中，将其模制成所需的形状。最后，按照连续工艺将型材切割成指定长度。
“切割部分长度的唯一限制是储存和运输，”Cannone 说。“在整个制造过程中连续运行相同配置文件的能力可以为最终客户带来高产量效率和技术优势。与需要停止并重置机器的预浸料等更多手动流程相比，以这种方式制造复合材料效率更高。通过拉挤成型和拉绕成型，您得到的管材在性能、行为以及质量上都在批次之间保持一致。”
“Ant-X 认为这种一致性是他们希望改变供应商状况并希望与 Exel 合作的主要原因，”Cannone 继续说道。“拉挤复合材料已知且可重复的机械性能意味着它们性能可靠，从而减少了 Ant-X 工程过程中的可变性和不确定性。”
2020 年 7 月，一家无人机检查公司与这家意大利初创公司接洽，开发一种基于无人机的解决方案，该解决方案可以使带有传感器的有效载荷与高压电力线上的绝缘体接触，以收集对维护有用的测量结果。
电力线基础设施管理公司和维护运营商公司对这种工具非常感兴趣：无人机将取代派遣人类操作员到绝缘子附近收集测量结果的需要，从而提高工人的安全性，并减少时间和精力以及该操作的成本。
Exel Composites 开发的碳纤维型材
由于无人机需要与绝缘体建立接触并将传感器推向绝缘体，因此具有共面转子的传统多旋翼配置并不合适。它无法处理与环境的接触，并且在尝试推动物体时会变得不稳定。
Ant-X 采用具有固定倾斜旋翼的非传统配置，设计了Aries智能无人机，使其能够携带悬垂有效载荷并产生稳定的水平运动，即使在与环境建立接触力时也不会中断飞行。这种为电力线接触检查而开发的工具原则上能够对许多其他基础设施（例如桥梁或高架桥等民用基础设施）进行无损检测（NDT）接触检查。
“ Aries无人机正是 Exel Composites 的供应将使我们能够完成更多项目的项目。其复合材料可靠、一致且高品质：这正是我们实现设计所需要的。在整个合作过程中，我们与 Exel 的沟通一直轻松、清晰，其团队始终热衷于帮助我们满足即将开展的项目的定制要求。”Panza 说道。“Exel 的愿景与我们的愿景一致，他们的支持为我们继续发展奠定了坚实的基础。我期待建立长期、互惠互利的关系。”
来源：复合材料社区
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