Drohnen und unbemannte Systeme
Bearbeitete, gegossene und gesinterte Teile aus einer Hand
Hydroforce fertigt bearbeitete Rahmen- und Antriebsstrangteile, Druckguss-Elektronikgehäuse mit Kühlrippen, gesinterte und MIM-Zahnräder, kleine Hydraulikzylinder, Hydraulikmotoren und Hartmetall-Verschleißteile für Multikopter-, Landwirtschafts-, Fracht-, Starrflügel- und VTOL-Drohnen, Bodenroboter, ferngesteuerte Hydraulikmaschinen sowie Marine- und Unterwasserdrohnen.
Warum Drohnen Bauteile anders verschleißen
Bei einer Multikopter- oder Starrflügel-Drohne geht jedes Gramm Struktur von der Flugzeit oder der Nutzlast ab. Motorhalterungen, Armklappgelenke und Gehäuse werden so leicht gefertigt, wie ihre Lasten es erlauben. Bearbeitete Teile aus Aluminium der Reihen 6xxx und 7xxx behalten bei geringem Gewicht ebene Montageflächen und genaue Bohrungen. Druckguss und Pulvermetallurgie formen ein Teil nahe an seiner Endform, sodass weniger Metall als Späne abgetragen werden muss.
Rotoren und Motoren vibrieren, solange eine Drohne in der Luft ist. Mit der Zeit lockert die Vibration Befestigungselemente und ermüdet Halterungen. Eine Motorhalterung oder ein Armklappgelenk bleibt fest, wenn seine Montageflächen plan bearbeitet und seine Bohrungen auf IT6–IT7-Passungen gehalten werden. An einem Hydraulikzylinder oder einem Manipulatorgelenk wird das Kolbenstangenauge einteilig mit der Kolbenstange geschmiedet, sodass keine Schweißnaht vorhanden ist, an der ein Ermüdungsriss beginnen könnte.
Motorregler und Leistungsmodule sitzen in kleinen Gehäusen und müssen ihre Wärme abführen. Aluminiumlegierungen leiten Wärme mit 90 bis 160 W/m·K. In einem Druckgussgehäuse werden Kühlrippen, Befestigungsaugen und Kabelanschlüsse in einem Schuss zusammen mit dem Körper gegossen und brauchen danach keine Bearbeitung.
Kleine Zahnräder in Servos, Spritzpumpen und Winden müssen leise laufen, und jedes Zahnrad einer Serie muss dem ersten entsprechen. Ein gepresstes und gesintertes Zahnrad erhält sein Zahnprofil aus der Matrize, daher haben alle Zahnräder aus einer Matrize dieselbe Geometrie. Die feinen Poren im gesinterten Metall nehmen einen Teil der Vibration auf und lassen das Zahnrad leiser laufen. Der Metallpulverspritzguss bietet dieselbe Wiederholgenauigkeit für kleinere Zahnräder und Hebel mit komplexeren Formen, in einem einzigen Schuss auf ±0,02 mm geformt.
Bodenroboter und ferngesteuerte Hydraulikmaschinen arbeiten in Staub und Schlamm und nehmen Stoßlasten auf. Ihre Zylinder und Motoren brauchen die Abdichtung und Prüfung jedes mobilen Hydraulikkreises. Jeder Zylinder durchläuft eine Endprüfung. Motoren und Pumpen mit Anschlussflanschen nach SAE- und DIN-Normen passen als Ersatz ohne Adapter an eine vorhandene Maschine.
Marine- und Unterwasserdrohnen brauchen Teile, die Salzwasser widerstehen. Wir fertigen Thrustergehäuse und Wellen aus nichtrostendem Stahl EN 1.4404/316, stellen kleine MIM-Teile aus 316L her und beschichten Druckgussgehäuse für die Elektronik.
Nach Maschinentyp
Für Luft-, Boden- und Marinedrohnen gebaut
Multikopter-Drohnen
Bearbeitete Aluminium-Motorhalterungen, Armklappgelenke und Kamera-Gimbal-Gehäuse, Druckgussgehäuse mit Kühlrippen für das Leistungsmodul und die Fahrtregler, MIM-Riegelteile für den Armverriegelungsmechanismus.
Landwirtschafts- und Frachtdrohnen
Bearbeitete Arm- und Motorhalterungsbaugruppen und Tankflansche, Druckgussgehäuse für Spritzpumpe und Regler, gesinterte Zahnräder für Spritzpumpe und Winde sowie Hartmetalleinsätze für die Spritzdüsen.
Starrflügel- und VTOL-Drohnen
Bearbeitete Flügelverbindungsplatten, Ausleger- und Hubmotor-Befestigungsteile sowie Fahrwerkskomponenten, Druckguss-Elektronikgehäuse und gesinterte Zahnräder für Servoaktuatoren.
Bodenroboter (UGV)
Bearbeitete Naben, Wellen, Kettenantriebsräder und Manipulatorhalterungen, Druckgussgehäuse mit Kühlrippen für Radmotor und Getriebe, gesinterte Zahnräder für Radmotorgetriebe und Manipulatorgelenke sowie kleine Hydraulikzylinder für den Manipulator oder das Räumschild.
Ferngesteuerte Hydraulikmaschinen
Bearbeitete Auslegerbolzen, Buchsen und Wellen, Druckguss-Elektronikgehäuse, Hydraulikzylinder für Ausleger, Arm und Stützen, hydraulische Fahrmotoren und Hartmetall-Verschleißbuchsen.
Marine- und Unterwasserdrohnen
Bearbeitete Thrustergehäuse, Wellen und Flansche aus nichtrostendem Stahl, beschichtete Druckguss-Elektronikgehäuse, MIM-Teile aus 316L und Hartmetall-Dichtflächen für Pumpen.
Was wir für Drohnen- und Roboterbauer fertigen
Sechs Technologien für Hersteller von Drohnen, Robotern und Marinefahrzeugen
Hydraulikzylinder
Bohrung 20–1000 mm, Betriebsdruck bis 500 bar, Betriebstemperatur von -50°C bis +200°C, doppelt- und einfachwirkende sowie teleskopierende Ausführungen. Drohnen in der Luft haben keine Hydraulik. Bodenroboter mit Manipulator oder Räumschild und ferngesteuerte Hydraulikmaschinen verwenden kleine Zylinder an Ausleger, Arm und Stützen, wo sie im Schmutz unter wiederholten Stößen arbeiten. Wir schmieden das Kolbenstangenauge aus derselben Stange wie die Kolbenstange, daher hat die Verbindung keine Schweißnaht. Eine geschmiedete Verbindung hat eine 3–5-fach höhere Ermüdungsfestigkeit als eine geschweißte Baugruppe. Jeder Zylinder wird vor Verlassen der Werkstatt mit dem 1,5-Fachen des Betriebsdrucks geprüft.
Typische Teile
- Kleine Hydraulikzylinder für Manipulatoren und Anbaugeräte von Bodenrobotern
- Ausleger-, Arm- und Stützenzylinder für ferngesteuerte Hydraulikmaschinen
- Zylinder mit geschmiedeten Kolbenstangenaugen für stoßbelastete Gelenke
- Ersatzzylinder, abgestimmt auf eine vorhandene Bodenmaschine
Hydraulikmotoren und -pumpen
Zahnrad-, Planeten-, Axialkolben- und Radialkolbenmotoren mit einem Hubvolumen von 0,25 bis 8000 cm³/U, Betriebsdruck bis 450 bar, Drehzahl von 0,5 bis 12 000 U/min und Betriebstemperatur von -40°C bis +120°C. Fahrmotoren für Raupen- oder Radbodenroboter und ferngesteuerte Hydraulikmaschinen stammen aus dem unteren Teil dieses Bereichs. Mit Anschlussflanschen nach SAE- und DIN-Normen passt ein Ersatzmotor ohne Adapter an eine vorhandene Maschine. Jede Einheit wird vor dem Versand auf Funktion und Druck gegen die Katalogwerte geprüft.
Typische Anwendungen
- Hydraulische Fahrmotoren für Bodenroboter mit Raupen oder Rädern
- Antriebsmotoren für Winden und Manipulatorfunktionen an ferngesteuerten Maschinen
- Zahnradpumpen für den Hydraulikkreis einer ferngesteuerten Maschine
- Ersatzmotoren und -pumpen für Maschinen im Einsatz
CNC-Bearbeitung und Verzahnungen
Unsere Haas-CNC-Fräszentren (Arbeitsraum 1270 x 660 x 635 mm) und DMG-MORI-Drehmaschinen (Ø500 mm, 1000 mm Länge) bearbeiten Rahmen- und Antriebsstrangteile auf ±0,05 mm und IT6–IT7-Passungen, mit Geometriekontrolle nach ISO 2768-fH, ISO 286 und ISO 1101. Rahmenteile werden aus Aluminiumlegierungen der Reihen 6xxx und 7xxx gefertigt. Wellen und Thrustergehäuse für Marinedrohnen werden aus Titan und aus nichtrostenden Stählen 1.4301/304 und 1.4404/316 gefertigt. Wir schneiden und schleifen Zahnräder für Servoaktuatoren und Getriebestufen nach ISO 1328, wobei eine belastete Stufe meist Qualität 7 braucht. Wenn für ein Getriebe oder ein Gelenk keine Zeichnung mehr vorhanden ist, vermessen wir das verschlissene Teil auf dem Zeiss Contura und schneiden den Ersatz nach diesen Messwerten.
Typische Teile
- Motorhalterungen, Armklappgelenke und Flügel- oder Auslegerverbindungsplatten aus Aluminium
- Wellen, Naben, Kettenantriebsräder und Manipulatorhalterungen für Bodenroboter
- Thrustergehäuse, Wellen und Flansche aus nichtrostendem Stahl für Marine- und Unterwasserdrohnen
- Ersatzwellen und -zahnräder, gefertigt nach einem verschlissenen Muster
Aluminium-Druckguss
Wir gießen Elektronikgehäuse mit Kühlrippen und Einhausungen im Druckguss auf ±0,1–0,3 mm mit einer Oberflächengüte von Ra 1,6–6,3 µm. Die Werkzeuge entstehen in unserem eigenen Werkzeugbau aus Werkzeugstahl H13 oder P20. Die Wandstärken gehen bis auf 0,5–1,5 mm herunter, und Befestigungsaugen, Kabelanschlüsse und Kühlrippen werden in einem Schuss mit dem Körper gegossen, bei einer Zykluszeit von 30 Sekunden bis 2 Minuten. Aluminiumlegierungen leiten Wärme mit 90 bis 160 W/m·K, daher führt ein leichtes Gehäuse mit Kühlrippen die Wärme von einem Leistungsmodul oder einem Motorregler ab.
Typische Anwendungen
- Gehäuse mit Kühlrippen für Leistungsmodule und Fahrtregler
- Elektronikgehäuse für Flugsteuerungen und Nutzlastsysteme
- Radmotor- und Getriebegehäuse für Bodenroboter, mit Kühlrippen
- Beschichtete Gehäuse für Marine- und Unterwasserelektronik
Pulvermetallurgie und MIM
Kleine Zahnräder für Servos, Spritzpumpen und Winden werden direkt auf Endform gepresst und gesintert, wobei das Zahnprofil von der Matrize geformt wird, sodass die Geometrie von Teil zu Teil nicht schwankt. Der Pressdruck geht bis 800 MPa und die Enddichte bis 97 %, die Toleranz beträgt ±0,05 mm im Sinterzustand, und Sintern verbraucht bis zu 30 % weniger Material, als dasselbe Zahnrad aus Stangenmaterial zu schneiden. Der Metallpulverspritzguss formt kleinere und komplexere Zahnräder, Hebel und Riegelteile komplett in einem Schuss, in Stählen wie 17-4 PH und 316L, mit Wandstärken bis 0,3 mm herunter und Toleranzen bis ±0,02 mm.
Typische Anwendungen
- Gesinterte Zahnräder für Servo- und Spritzpumpenantriebe
- MIM-Zahnräder, Riegel und kleine Hebel für Armklapp- und Verriegelungsmechanismen
- Spritzpumpen- und Windenzahnräder für Landwirtschafts- und Frachtdrohnen
- MIM-Teile aus 316L für Marine- und Unterwasserdrohnen
Hartmetalle
Hartmetall hat an Drohnen wenige Verwendungen: Düseneinsätze für landwirtschaftliche Spritzen, Verschleißbuchsen an ferngesteuerten Hydraulikmaschinen und Dichtflächen in Pumpen von Marinedrohnen. Die Härte liegt über den ISO-513-Sortenbereich bei 1.400–2.000 HV, und WC-Ni-Zusammensetzungen widerstehen Korrosion im Marine- und Chemieeinsatz. Führungsbohrungen und Dichtflächen werden diamantfein auf ±0,01 mm und Ra 0,1–0,4 µm geschliffen.
Typische Anwendungen
- Düseneinsätze für landwirtschaftliche Spritzdrohnen
- Verschleißbuchsen für ferngesteuerte Hydraulikmaschinen
- Dichtflächen für Pumpen von Marine- und Unterwasserdrohnen
- Korrosionsbeständige WC-Ni-Sorten für den Marineeinsatz
Kostenlogik
Wohin das Budget fließt und wie wir den Preis niedrig halten
Ein Einkäufer vergleicht eine Motorhalterung oder ein Gehäuse meist beim Stückpreis mit der vorherigen. Wir investieren in Genauigkeit und Prüfung, denn sie entscheiden, ob jeder Rahmen und jeder Roboter einer Serie dasselbe Teil bekommt. Der Rest des Auftrags bleibt Standard.
| Wo wir investieren | Wie wir den Preis niedrig halten |
|---|---|
| Bearbeitung von Montageflächen und Bohrungen auf IT6–IT7-Passungen an Motorhalterungen, Gelenken und Getriebegehäusen | Standard-Befestigungs- und Wellentypen, wo die Konstruktion von Rahmen oder Getriebe es zulässt |
| Röntgenprüfung von Druckgussgehäusen auf Porosität an Befestigungsaugen und Dichtflächen | Endkonturnahes Gießen und Pressen, das Bearbeitung entfallen lässt, ein Werkzeug und eine Aufspannung für eine Charge identischer Teile |
| Chargenprüfung: Härte, metallografische Mikroskopie und KMG-Prüfung an gesinterten, MIM- und Hartmetallteilen | Standardstähle und ISO-513-Hartmetallsorten, wo der Einsatz es zulässt, Sonderbeschichtungen und korrosionsbeständige Sorten nur dort, wo Salzwasser oder Chemikalien sie verlangen |
| Werkstoffzeugnisse und vollständige Dokumentation: EN 10204 3.1, Maß- und Härteberichte | Sensoren und integrierte Rückmeldung nur dort, wo die Steuerung der Drohne sie nutzt, Werkzeugkosten auf die Serie verteilt |
Ersatzteile
Ersatz und Reparatur
Anfragen zu Drohnen und Robotern erreichen uns oft als verschlissenes Teil ohne Zeichnung: ein Servo- oder Pumpenzahnrad mit abgenutzten Zähnen in einer Stufe, eine oval ausgeschlagene Motorhalterungsbuchse oder ein Manipulatorzylinder mit riefiger Kolbenstange. Wir messen Zähnezahl, Modul und Bohrung bei einem Zahnrad oder Bohrung, Kolbenstange und Hub bei einem Zylinder auf dem Zeiss-Contura-Koordinatenmessgerät und mit Verzahnungsmessgeräten und bieten einen Ersatz an, der in denselben Bauraum passt, bevor Material geschnitten oder gepresst wird. Ist das Originalteil früh verschlissen, nennen wir die wahrscheinliche Ursache und schlagen einen Werkstoff oder eine Oberfläche vor, die am Ersatz langsamer verschleißt.
Auf Wunsch liefern wir zu jedem von uns gebauten Hydraulikzylinder einen Ersatz-Dichtungssatz mit, und weitere Sätze werden über die auf dem Gehäuse eingravierte Seriennummer nachbestellt. Hartmetall-, PM- und MIM-Teile werden in einem für dieses Teil gefertigten Werkzeug gepresst. Sobald ein Teil angeboten und mit Werkzeug versehen wurde, bleiben seine Zeichnung und sein Werkzeug hinterlegt, und eine Wiederholcharge wird mit denselben Maßen wie die erste ohne Neukonstruktion gefertigt. Ein Hersteller, der Rahmen oder Bodenroboter in Serie baut, erhält in jeder Einheit dieselbe Motorhalterung, dasselbe Zahnrad oder dasselbe Gehäuse.
Nach Zeichnung
Nach Verschleißmuster
Chargen für eine Serie
Dichtungssätze nach Seriennummer
Dokumentation
Normen und Dokumentation
Unsere Komponentendokumentation bezieht sich auf diese Normen.
| Norm | Geltungsbereich |
|---|---|
| ISO 6020 / ISO 6022 | Anschlussmaße für Hydraulikzylinder |
| ISO 4413 | Sicherheitsanforderungen an Hydrauliksysteme und deren Bauteile |
| ISO 10100 | Abnahmeprüfungen für Hydraulikzylinder |
| EN 10204 3.1 | Werkstoffzeugnis mit rückverfolgbaren Prüfergebnissen, auf Anfrage |
| ISO 1328 / DIN 3960 | Genauigkeitsklassen für die Zahnradgeometrie |
| EN 1706 | Chemische Zusammensetzung und mechanische Eigenschaften von Aluminium-Gusslegierungen |
| ISO 5755 / ISO 22068 | Spezifikation für gesinterte PM- und MIM-Werkstoffe |
| ISO 513 | Klassifizierung von Hartmetallsorten |
Vorschriften der Luftfahrt, der Verteidigung und für Fahrzeuge gelten für das komplette Luftfahrzeug, das Drohnensystem oder das Fahrzeug und für die Organisation, die es baut und freigibt. Für die von uns gefertigten Komponenten liefern wir Werkstoffzeugnisse, Maßberichte und Prüfprotokolle nach der Zeichnung, die Sie uns senden.
Unser Qualitätsmanagementsystem ist nach ISO 9001:2015 zertifiziert. Mehr zu Prüfstufen und Ausrüstung: Qualität.
Qualität
Qualitätskontrolle
Jeder Auftrag durchläuft drei Prüfstufen. Das Eingangsmaterial wird gegen sein Zeugnis geprüft, und wo die Werkstoffsorte entscheidend ist, etwa bei einer Hartmetallpulver-Charge oder einem Barren aus Druckgusslegierung, führen wir zusätzlich eine spektrochemische Analyse durch. Bei der Zerspanung messen wir mit Renishaw-Messtastern an der Maschine und auf einem Zeiss-Contura-Koordinatenmessgerät mit einem Fehler unter 3 µm. Das Koordinatenmessgerät wird alle 45 Maschinenstunden überprüft.
Druckgussgehäuse werden vor der Bearbeitung an Befestigungsaugen und Dichtflächen auf Porosität geröntgt. Gesinterte und MIM-Teile werden an jeder Charge auf Dichte, Härte und Maße geprüft, mit Gewichtskontrolle an MIM-Grünlingen als Frühwarnung vor einer Abweichung des Feedstocks. Hartmetallteile werden auf ihre Funktionstoleranz geschliffen, auf Rockwell-Härte geprüft und unter dem Mikroskop auf Korngröße und Binderverteilung kontrolliert. Zerspante Zahnräder werden auf Profil, Flankenlinie, Teilung und Rundlauf gegen ihre ISO-1328-Klasse gemessen. Hydraulikzylinder werden mit dem 1,5-Fachen des Betriebsdrucks druckgeprüft, mit Dichtheitsprüfung an jeder Dichtung und einem vollen Hub ohne Stick-Slip-Effekt.
Mehr Details: Qualität.
Von Hydroforce
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Weiterlesen →FAQ zur Beschaffung
FAQ
Welche Dokumentation liefern Sie für Drohnen- und Roboterkomponenten?
Hartmetall-, PM- und MIM-Teile werden mit einem Werkstoffzeugnis für die Pulvercharge, einem KMG-Maßbericht und, wo Sorte und Einsatz es verlangen, einem Härte- oder Dichtebericht geliefert. Zahnräder kommen mit ihrem ISO-1328-Prüfbericht sowie Härte- und Einsatzhärtetiefenprotokollen, wo eine Wärmebehandlung zum Tragen kommt. Zylinder werden mit Zeugnissen nach EN 10204 3.1 für die tragenden Stähle und einem Druckprüfzeugnis geliefert. Nennen Sie uns die Norm, nach der Ihr Programm gebaut ist, dann planen wir das Dokumentationspaket mit dem Auftrag.
Können Sie ein Zahnrad oder ein Gehäuse nach einem verschlissenen Muster ohne Zeichnung fertigen?
Ja. Schicken Sie uns das Teil oder Fotos mit Zähnezahl und Modul bei einem Zahnrad oder mit Bohrung und Anschlussgeometrie bei einem Gehäuse oder einem Zylinder. Wir übernehmen die Geometrie vom Muster und erstellen ein Angebot, bevor Material geschnitten, gegossen oder gepresst wird. Hat das Teil schneller verschlissen, als es sollte, sagen wir Ihnen, was am Ersatz geändert werden sollte, etwa den Werkstoff oder die Oberfläche, damit er länger hält.
Wir bauen dieselbe Drohne oder denselben Bodenroboter in Serie. Können Sie das Teil als Charge liefern?
Ja. Sobald das erste Teil gegen Ihre Zeichnung oder Ihr Muster angeboten und vermessen wurde, laufen weitere Einheiten als Charge, mit denselben Zeugnissen und Prüfungen an jedem Stück und einer Aufspannung für den Lauf. Die Zeichnung und, bei Hartmetall-, PM- und MIM-Teilen, das Werkzeug bleiben hinterlegt, sodass ein Wiederholauftrag dem ersten Teil ohne Neukonstruktion entspricht.
Wie hoch ist die Mindestbestellmenge, und wie lang ist die Lieferzeit?
Ein einzelner Zylinder ist kein Problem, mit denselben Zeugnissen und Prüfungen wie eine Serie. Für Motoren und Zahnräder nennen Sie uns die Menge, und wir erstellen ein Angebot. Druckguss, Pulvermetallurgie und MIM sind werkzeuggebundene Serienverfahren, nennen Sie uns also Ihre Stückzahlen, und wir dimensionieren die Werkzeuge und erstellen ein Angebot. Die Lieferzeit nennen wir im Angebot: Sie hängt vom Werkstoff, von der Beschichtung und von dem Dokumentationspaket ab, das Ihr Programm verlangt.
Verwandte Leistungen:
Angebot anfordern
Senden Sie uns eine Zeichnung, eine Spezifikation oder ein Foto des verschlissenen Teils mit den Maßen, und sagen Sie uns, wofür es gedacht ist: ein Multikopter, eine Landwirtschafts- oder Frachtdrohne, ein Starrflügel- oder VTOL-Fluggerät, ein Bodenroboter, eine ferngesteuerte Hydraulikmaschine oder eine Marine- oder Unterwasserdrohne. Wir erstellen Ihnen ein Angebot für das bearbeitete Teil, das Druckgussgehäuse, das gesinterte oder MIM-Zahnrad, den Zylinder oder das Hartmetall-Verschleißteil, gefertigt nach Toleranz und geprüft vor dem Versand, mit der Dokumentation, die Ihr Programm braucht.