Nokia e Protolabs insieme per il volo dei droni con stampaggio a iniezione

La soluzione dell’enterprise, chiamata Nokia Drone Networks (NDN), è dotata di una connettività cloud a banda larga mobile privata e sicura, alimentata da Nokia Digital Automation Cloud. Grazie alla stazione di controllo a terra NDN, i droni possono volare in modalità automatizzata su missioni specifiche, mentre il carico utile può essere personalizzato per le diverse esigenze. 

Un’innovazione rivoluzionaria

I droni Nokia sono dotati di una doppia fotocamera, con videocamera HD e termica, e possono anche trasportare attrezzature come altoparlanti, luci di ricerca e sensori personalizzabili. Una soluzione versatile e all’avanguardia, che apre le porte ad un’ampia gamma di applicazioni industriali. Dopo anni di studi, Nokia Enterprise Solutions ha finalmente messo sul mercato un drone wireless UAV con connettività 5G per l’utilizzo nell’ambito industriale. Il dispositivo è supportato da una piattaforma end-to-end chiamata Nokia Drone Networks (NDN), che utilizza una connettività mobile a banda larga privata e sicura, integrata con il Nokia Digital Automation Cloud. 

La versatilità della soluzione è garantita dal fatto che il carico utile del drone può essere variabile e che i droni Nokia possono essere equipaggiati con strumenti diversi, tra cui il gimbal Nokia con doppia fotocamera monta videocamere HD e termiche. Inoltre, l’UAV può trasportare diverse attrezzature come altoparlanti, luci di ricerca e sensori personalizzabili per rilevare fumo, movimento e radiazioni. Grazie alle loro innovative caratteristiche, i droni Nokia sono adatti ad una vasta gamma di applicazioni commerciali e industriali, tra cui la raccolta di dati per la sicurezza perimetrale e il supporto alle operazioni di sicurezza pubblica in situazioni critiche. 

Essi sono collegati ad una rete mobile privata a banda larga ad alta capacità, il che garantisce che il loro funzionamento non venga compromesso in caso di congestione della rete pubblica. Inoltre, i droni Nokia possono essere manovrati manualmente se necessario. In quanto la tecnologia dei droni si sta diffondendo sempre di più in settori come l’agricoltura, l’edilizia, l’industria mineraria, le telecomunicazioni e i servizi di pubblica utilità, le reti di droni Nokia sono state particolarmente apprezzate per il loro utilizzo nella sicurezza pubblica. 

Nokia si distingue nella digital manufacturing per la produzione dei propri droni

Nokia ha collaborato con Protolabs per sviluppare una soluzione UAV industriale con tecnologia 5G e certificazione CE/CB, adatta principalmente per attività di sorveglianza, sicurezza e scopi umanitari. I droni Nokia sono stati progettati per soddisfare le diverse esigenze delle aziende e dell’industria, dalla raccolta di dati per la sicurezza perimetrale alla gestione delle situazioni di emergenza. Grazie alla loro connettività 5G superiore, i droni possono essere controllati da remoto attraverso una stazione di controllo a terra e possono essere personalizzati per includere strumenti di videosorveglianza, sensori personalizzati e dispositivi di illuminazione. Inoltre, la rete privata a banda larga mobile garantisce che i droni siano sempre connessi, senza subire interferenze dalla congestione della rete pubblica. 

L’uso dei droni è sempre più diffuso in diversi settori, ma è nell’ambito della sicurezza pubblica che l’implementazione di Nokia Drone Networks ha riscosso maggiori consensi. Il team di application engineer di Protolabs ha fornito consulenza per il successo della produzione, grazie anche all’utilizzo del rapido stampaggio a iniezione per la fabbricazione dei pezzi, che sono stati poi spediti a Nokia per l’assemblaggio. La certificazione richiesta dalle autorità aeronautiche competenti, insieme alla necessità di garantire elevate prestazioni di connettività 5G, sono state una sfida sia per la squadra di Protolabs che per quello di Nokia, ma entrambi hanno superato con successo questo obiettivo. 

Le fasi di successo del progetto di droni Nokia

Nokia ha affidato a Protolabs il compito di sviluppare una soluzione UAV 5G certificata CE/CB per uso industriale, con l’obiettivo di utilizzarla per la sorveglianza, la sicurezza e scopi umanitari. Grazie alla consulenza del team di ingegneri applicativi di Protolabs e alla stampa rapida delle parti, la produzione del drone è stata un successo e le parti sono state spedite a Nokia per l’assemblaggio. 

La certificazione aeronautica è stata una sfida ingegneristica significativa per i team di Protolabs e Nokia, poiché è necessario rispettare i requisiti richiesti dalle autorità aeronautiche e dai clienti in tutta Europa. Inoltre, l’alta prestazione di connettività 5G richiesta ha reso il processo ancora più impegnativo. Nonostante ciò, grazie alla collaborazione tra le due società, il drone è stato prodotto con successo e soddisfa tutti i requisiti richiesti. 

Nella fase iniziale del progetto dei droni Nokia, la scelta del materiale adatto si è rivelata cruciale per il successo del progetto. Il primo materiale scelto non ha soddisfatto gli standard di certificazione e le esigenze specifiche di Nokia. Ciò ha portato i team di Nokia e Protolabs a dover collaborare per trovare un materiale alternativo in grado di soddisfare tutti i requisiti richiesti. Dopo una ricerca accurata, sono riusciti a trovare un materiale adatto che soddisfacesse i criteri di lavorazione di Protolabs e le esigenze di Nokia. I team di Nokia e Protolabs hanno dovuto ritornare al tavolo da disegno per trovare quel materiale eccezionale che potesse soddisfare tutte le esigenze.

Le sfide per la consegna del prodotto finale

L’esperienza è stata condivisa da Thomas Eder, Head of Embedded Wireless Solutions, Nokia Enterprise Solutions. La sfida più grande che il team ha dovuto affrontare è stata la necessità di trovare un materiale che fosse allo stesso tempo leggero ma abbastanza robusto da resistere alle sollecitazioni esterne. Inoltre, il materiale doveva soddisfare rigorose certificazioni di sicurezza aerea e di utilizzo all’aperto, oltre a consentire ai droni Nokia di funzionare come dispositivi 5G dotati di connettività. Questi parametri di certificazione e connettività sono di fondamentale importanza per garantire il corretto funzionamento dei droni Nokia e la sicurezza dei passeggeri e dell’equipaggio.

Il team di Eder ha svolto un processo di selezione in due fasi. Nella prima fase, hanno esaminato i materiali tipicamente utilizzati nel settore automobilistico che soddisfacessero anche gli standard aeronautici poiché non erano presenti materiali qualificanti nella progettazione degli UAV. Nella seconda fase, hanno confrontato il materiale con le capacità di lavorazione di Protolabs. Fortunatamente, le capacità di lavorazione di Protolabs sono ampie, quindi le opzioni del team sono rimaste aperte e sono riusciti a trovare un ottimo materiale che soddisfacesse tutte le loro esigenze.

Uno dei fattori più importanti nella scelta del materiale è stata la sua capacità di consentire la connettività dei droni Nokia. Molti produttori di droni e altri prodotti simili nel settore dell’aviazione utilizzano piccole parti metalliche all’interno del dispositivo che devono essere collegate, quindi il guscio e le parti strutturali non devono impedire questa funzionalità. L’uso di un materiale con schermatura EMC, ma con un’antenna integrata all’interno di un involucro schermato, può ostacolare la connettività. Dal momento che questi droni sono principalmente robot connessi al 5G, è stato necessario selezionare i materiali con molta attenzione per garantire il rispetto di rigorosi parametri di certificazione e connettività.

Il team di Eder ha anche considerato la resistenza meccanica del materiale, in quanto i droni devono essere in grado di sopportare le sollecitazioni esterne, come vento e vibrazioni. Inoltre, il materiale doveva essere leggero per consentire una maggiore autonomia del volo. Dopo una lunga ricerca, il team di Nokia Enterprise Solutions ha scelto un materiale composto di fibra di vetro rinforzata con resina epossidica. Questo materiale è stato scelto perché ha dimostrato di essere leggero ma resistente, ha un’eccellente resistenza agli urti e alle vibrazioni.

Protolabs ha adattato i propri attrezzi di stampaggio a iniezione per il nuovo materiale scelto da Nokia, in sostituzione del precedente e questo ha permesso di risparmiare tempo e denaro. Inoltre, Dom Corpuz e il suo team di application engineering hanno fornito supporto nella consulenza sui materiali, contribuendo a garantire le prestazioni del nuovo materiale nell’ambiente di stampa. 

Oltre alla capacità dei macchinari di Protolabs, Dom e il team di ingegneria delle applicazioni sono stati in grado di fornire anche consulenza sui materiali. La collaborazione con Protolabs ha coinvolto 19 progetti diversi per la creazione di componenti per lo scheletro e gli elementi strutturali dei droni Nokia, insieme a una guarnizione. Questi componenti Protolabs non solo proteggono gli elementi interni del drone e forniscono l’aerodinamica necessaria per un’alta prestazione degli UAV, ma sono anche parte integrante della struttura del drone stesso, che tiene insieme il dispositivo. Dopo essere stati campionati rapidamente per la verifica da parte di Nokia, è stato avviato l’ordine di produzione.