Olá, meu nome é Kyle Richardson. Tenho 21 anos e atualmente estou estudando engenharia mecânica na Universidade de Massachusetts Lowell. O verão passado marcou meu segundo estágio consecutivo como estagiário de gerenciamento de produtos do SOLIDWORKS na Dassault Systèmes. Depois da minha incrível experiência de aprendizado no verão passado, eu sabia que queria me juntar à equipe novamente e continuar avançando minha carreira em design e engenharia 3D. Minha jornada com o uso do SOLIDWORKS desktop começou há quatro anos como calouro no meu primeiro curso de "Introdução à Engenharia Mecânica". Fiquei imediatamente viciado no software e, uma vez que descobri a impressão 3D, me apaixonei por dar vida aos meus modelos.
Como estagiário da equipe de gerenciamento de produtos do SOLIDWORKS, minhas principais responsabilidades foram usar e testar o conjunto completo de funções de design baseadas em navegador do SOLIDWORKS, como o 3D Creator e o 3D Sculptor, que incluem os aplicativos xDesign e xShape. Eu sempre fui fascinado por drones e queria projetar e construir o meu próprio, então fazia sentido para mim escolher esse projeto para o meu estágio.
O objetivo era simples: projetar um drone do zero, imprimir em 3D todo o quadro e vê-lo voar no mundo real. A pegadinha? Para projetá-lo inteiramente com as funções baseadas no navegador do SOLIDWORKS, que eram novas para mim, pois anteriormente eu só usava o SOLIDWORKS CAD na área de trabalho. Para minha sorte, a transição do desktop SOLIDWORKS para o 3D Creator foi muito simples, e quanto mais eu usava o aplicativo xDesign, mais ele crescia em mim, e eu absolutamente amo isso. A experiência de usuário simplificada, fluxos de trabalho de design flexíveis e independência de dispositivo para trabalhar no escritório, em casa, no meu computador ou iPad, tornaram minha experiência de aprendizado melhor do que eu poderia esperar.
Como o quadro seria impresso em 3D, tive uma excelente oportunidade de projetá-lo com geometrias de rede intrincadas usando a função de CATIA Lattice Designer. A integração entre o 3D Creator e o Lattice Designer proporcionou uma ótima experiência de design, permitindo-me otimizar o quadro para resistência e peso. Eu estava animado com este projeto e ansioso para começar porque o relógio estava correndo! O projeto precisava ser feito até o final do meu estágio, então tive pouco mais de dois meses para fazer isso acontecer.
Antes de mergulhar de cabeça no design do drone, eu tinha uma tonelada de lição de casa para fazer. Eu não percebi o quanto de pesquisa estava envolvida, mas havia muito antes que eu pudesse sequer pensar em projetar o quadro. Passei uma quantidade imensa de tempo aprendendo sobre drones e o que seria necessário para projetar e construir um. Havia tanta informação, mas documentar e organizar tudo era super simples, já que tudo estava armazenado na plataforma 3DEXPERIENCE. Utilizando o 3DSwym, pude gerenciar rapidamente toda a minha pesquisa em um local central e fornecer visibilidade a todos os membros da minha equipe.
Descendo a toca do coelho
Depois de um mergulho profundo na pesquisa de drones, decidi projetar um drone de visão em primeira pessoa (FPV), e estou tão feliz porque os drones FPV são incríveis! Um drone FPV é diferente de um drone padrão porque a imagem da câmera é vista através dos óculos de vídeo do operador ou fone de ouvido de realidade virtual (VR) em vez de na tela de um telefone.
Uma interminável toca de coelho de informações foi necessária para entender esse hobby complexo dos drones FPV. Depois de reaprender muitos tópicos de física, eu nunca pensei que precisaria saber no mundo real, eu tinha finalizado os componentes elétricos necessários para a construção. Passei a maior parte de duas semanas fazendo minha lição de casa no quadro, e me senti pronto para começar o processo de design do quadro.
- Modelo 3D de quadro de drone em 3D Creator e o produto final.
Digamos que não foi um negócio de "acertar na primeira vez". Quatro iterações de design depois, pensei que tinha o design de quadro perfeito, mas um rápido teste de impressão 3D mostrou que eu estava muito longe. Lição aprendida, teste sempre o seu design no mundo real! A impressão 3D foi um salva-vidas. Depois de mais algumas impressões rápidas, voltou à prancheta.
Modelar este drone no xDesign teve um impacto significativo no sucesso deste projeto. Projetar em um único ambiente de modelagem com estruturas flexíveis de peças e montagem foi muito mais eficiente do que qualquer coisa que eu tivesse experimentado. Projetar uma montagem complexa em um estilo de modelagem de cima para baixo foi crucial no meu projeto de drone. A flexibilidade desse ambiente de modelagem único me permitiu iterar o projeto de forma muito mais eficiente do que as técnicas tradicionais de modelagem de montagem.
- Modelo de 3D da montagem final do drone no xDesign e como ele se traduziu na vida real quando impresso em 3D.
Uma vez que me senti confiante no meu projeto de quadro, modelei os vários componentes elétricos necessários para a construção. Depois que tudo foi modelado, era hora de montar o drone. Para a montagem, gerei rapidamente desenhos de montagem usando o Manufacturing Definition Creator para que eu pudesse referenciar meu projeto a partir do meu espaço de trabalho. Junto com o desenho, gerei uma lista de materiais (BOMs), permitindo que eu orçasse e comprasse todos os itens comerciais prontos para uso. Quando todos os componentes chegaram, era hora de montar tudo, o que exigiu a soldagem de todos os componentes elétricos juntos. Esta foi outra experiência de aprendizado, porque eu nunca tinha soldado nada antes, mas surpreendentemente, tudo correu bem.
- Na foto está o Controlador Eletrônico de Velocidade com todos os fios do motor soldados.
Com a montagem do drone concluída e um primeiro power-up bem-sucedido, era hora de colocar essa coisa no céu. Foi quando descobri outra lição crucial sobre drones FPV: não pule o simulador!
Hora de levar este bebê para um test drive
Pilotar um drone FPV manual não é uma tarefa fácil, e o treinamento em um simulador de voo virtual é essencial para voos bem-sucedidos. Achei que tinha uma boa compreensão da simulação e estava ansioso para começar a voar.
O drone teve um desempenho incrível no teste de voo inicial e foi muito mais poderoso do que eu esperava. Ele voou lindamente por cerca de 20 segundos – até que eu o choquei contra uma árvore. Oops.
Eu não estava treinado o suficiente no simulador, e minhas habilidades de voo eram horríveis, mas isso não me impediu de tentar pilotá-lo. Digamos que eu adotei um pouco mais de uma abordagem exploratória de aprender a pilotá-lo – como em, eu simplesmente fui para ele – mas não acho que o drone tenha apreciado isso, pois constantemente caiu e quebrou.
Felizmente, eu poderia facilmente imprimir em 3D as peças quebradas, fazer reparos e colocá-lo no ar novamente.
No geral, este projeto foi um baita de uma montanha-russa. De pensar que seria uma brisa para perceber que havia um milhão de coisas que eu não tinha contabilizado. Foi um passeio selvagem, mas cada soluço e desafio me ensinou algo novo. Essa experiência me deu muitas histórias incríveis e lições valiosas para o meu futuro na engenharia.
A maior conclusão? Os projetos nunca se traduzem perfeitamente do CAD para o mundo real na primeira vez ou mesmo na terceira. Projetar uma montagem complexa do drone FPV e fazê-lo funcionar no mundo real levou muito tempo e consideração. Estou muito feliz que a equipe de gerenciamento de produto me deu essa oportunidade de trabalhar em um projeto tão grande e apaixonado, e eu não poderia estar mais feliz com o resultado final.
Se eu tivesse que fazer o projeto de novo, eu teria tentado planejar meu projeto um pouco melhor e pensar mais sobre a facilidade de montagem e design para hardware mais uniforme. Estas são algumas das lições de engenharia do mundo real que só podem ser aprendidas por tentativa e erro. No entanto, estou feliz em dizer que a última iteração do meu drone ainda está voando e eu consegui lidar melhor com ele.
- Aqui está uma renderização do conjunto do drone criado usando o xStudio na plataforma 3DEXPERIENCE.
Quero dar um grande grito à equipe de gerenciamento de produtos do SOLIDWORKS por me permitir trabalhar neste projeto e à plataforma 3DEXPERIENCE por agilizar e simplificar um projeto multifacetado tão grande.
Sem a flexibilidade do xDesign, este projeto teria sido ainda mais desafiador e demorado. Ser capaz de projetar em um único ambiente de modelagem é extremamente poderoso. Depois de experimentar o poder dessas soluções baseadas em navegador, não acho que voltarei às técnicas tradicionais de modelagem de montagem no futuro.
Estou ansioso para usar essas soluções nos próximos anos, à medida que vou além da faculdade e começo minha carreira profissional. Como mencionei, sou super apaixonado por impressão 3D e quero estar na vanguarda dessa tecnologia em rápida evolução. Estou ansioso para projetar projetos impressos em 3D do mundo real e mostrar os casos de uso práticos da manufatura aditiva com as habilidades que aprendi durante meu estágio.
Aqui está um vídeo do processo de design que criei com a função de comunicador de produto.
Obrigado por conferir este post no blog, e espero que você tenha gostado de ouvir sobre minha jornada de projetar e voar meu primeiro drone FPV. Espero que essa história te inspire a buscar o que você gosta e encarar os projetos pelos quais você é apaixonado.
Escrito por: "kyle Richardson"
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