Drones et systèmes sans pilote
Pièces usinées, moulées et frittées auprès d'un seul fournisseur
Hydroforce fabrique des pièces usinées de cellule et de transmission, des carters d'électronique à ailettes moulés sous pression, des engrenages frittés et MIM, de petits vérins hydrauliques, des moteurs hydrauliques et des pièces d'usure en carbure pour drones multirotors, agricoles, cargo, à voilure fixe et VTOL, robots terrestres, machines hydrauliques télécommandées, et drones marins et sous-marins.
Pourquoi les drones usent les pièces différemment
Sur un multirotor ou un drone à voilure fixe, chaque gramme de structure est pris sur l'autonomie de vol ou sur la charge utile. Les supports de moteur, les articulations de repliage des bras et les carters sont rendus aussi légers que leurs charges le permettent. Les pièces usinées en aluminium 6xxx et 7xxx gardent des faces de fixation planes et des alésages précis pour un faible poids. Le moulage sous pression et la métallurgie des poudres forment une pièce proche de sa forme finale, si bien qu'il faut enlever moins de métal sous forme de copeaux.
Les rotors et les moteurs vibrent aussi longtemps qu'un drone est en l'air. Avec le temps, les vibrations desserrent les fixations et fatiguent les supports. Un support de moteur ou une articulation de repliage de bras reste serré lorsque ses faces de fixation sont usinées planes et que ses alésages sont tenus en ajustements IT6–IT7. Sur un vérin hydraulique ou une articulation de manipulateur, l'œil de tige est forgé d'une seule pièce avec la tige, il n'y a donc aucune soudure où une fissure de fatigue pourrait s'amorcer.
Les contrôleurs de moteur et les modules de puissance logent dans de petits carters et doivent évacuer leur chaleur. Les alliages d'aluminium conduisent la chaleur à raison de 90 à 160 W/m·K. Dans un carter moulé sous pression, les ailettes de refroidissement, les bossages de fixation et les passages de câbles sont moulés avec le corps en une seule opération et ne demandent aucun usinage ensuite.
Les petits engrenages des servos, des pompes de pulvérisation et des treuils doivent tourner silencieusement, et chaque engrenage d'une série doit correspondre au premier. Un engrenage pressé et fritté tient son profil de denture de la matrice, si bien que tous les engrenages issus d'une même matrice ont la même géométrie. Les fins pores qui subsistent dans le métal fritté absorbent une partie des vibrations et rendent l'engrenage plus silencieux. Le moulage par injection de métal offre la même répétabilité pour des engrenages et leviers plus petits, aux formes plus complexes, formés en une seule opération à ±0,02 mm.
Les robots terrestres et les machines hydrauliques télécommandées travaillent dans la poussière et la boue et subissent des chocs. Leurs vérins et leurs moteurs demandent l'étanchéité et les essais de tout circuit hydraulique mobile. Chaque vérin passe un essai final. Les moteurs et pompes à brides de fixation selon les normes SAE et DIN s'installent en remplacement sur une machine existante sans adaptateur.
Les drones marins et sous-marins ont besoin de pièces qui résistent à l'eau salée. Nous usinons des carters de propulseur et des arbres en acier inoxydable EN 1.4404/316, fabriquons de petites pièces MIM en 316L et revêtons les carters moulés sous pression destinés à l'électronique.
Par type d'équipement
Conçus pour les drones aériens, terrestres et marins
Drones multirotors
supports de moteur, articulations de repliage des bras et carters de nacelle de caméra usinés en aluminium, carters à ailettes moulés sous pression pour le module de puissance et les variateurs, et pièces de loquet MIM pour le mécanisme de verrouillage des bras.
Drones agricoles et cargo
ensembles de bras et de supports de moteur usinés et brides de réservoir, carters de pompe de pulvérisation et de contrôleur moulés sous pression, engrenages frittés pour la pompe de pulvérisation et le treuil, et inserts en carbure pour les buses de pulvérisation.
Drones à voilure fixe et VTOL
plaques de liaison d'aile, pièces de fixation de poutre et de moteur de sustentation et composants de train d'atterrissage usinés, carters d'électronique moulés sous pression, et engrenages frittés pour actionneurs de servos.
Robots terrestres (UGV)
moyeux, arbres, pignons de chenille et supports de manipulateur usinés, carters à ailettes de moteur de roue et de réducteur moulés sous pression, engrenages frittés pour réducteurs de moteurs de roue et articulations de manipulateur, et petits vérins hydrauliques pour le manipulateur ou la lame.
Machines hydrauliques télécommandées
axes de flèche, bagues et arbres usinés, carters d'électronique moulés sous pression, vérins hydrauliques pour la flèche, le bras et les stabilisateurs, moteurs hydrauliques de translation et bagues d'usure en carbure.
Drones marins et sous-marins
carters de propulseur, arbres et brides en acier inoxydable usinés, carters d'électronique moulés sous pression avec revêtement, pièces MIM en 316L et faces d'étanchéité en carbure pour pompes.
Ce que nous fabriquons pour les constructeurs de drones et de robots
Six technologies pour les constructeurs de drones, de robots et de véhicules marins
Vérins hydrauliques
Alésage 20–1000 mm, pression de service jusqu'à 500 bar, température de service de -50 °C à +200 °C, conceptions double effet, simple effet et télescopiques. Les drones aériens n'ont pas d'hydraulique. Les robots terrestres équipés d'un manipulateur ou d'une lame et les machines hydrauliques télécommandées utilisent de petits vérins sur la flèche, le bras et les stabilisateurs, où ils travaillent dans la saleté sous des chocs répétés. Nous forgeons l'œil de tige dans la même barre que la tige, si bien que l'articulation n'a aucune soudure. Une articulation forgée a une tenue à la fatigue 3–5× supérieure à celle d'un assemblage soudé. Chaque vérin est testé en pression à 1,5× la pression de service avant de quitter l'atelier.
Pièces types
- Petits vérins hydrauliques pour manipulateurs et accessoires de robots terrestres
- Vérins de flèche, de bras et de stabilisateurs pour machines hydrauliques télécommandées
- Vérins avec extrémités à œil de tige forgé pour articulations soumises à des chocs
- Vérins de remplacement dimensionnés pour une machine terrestre existante
Moteurs et pompes hydrauliques
Moteurs à engrenages, planétaires, à pistons axiaux et à pistons radiaux, cylindrée de 0,25 à 8000 cm³/tr, pression de service jusqu'à 450 bar, vitesse de 0,5 à 12000 tr/min et température de service de -40 °C à +120 °C. Les moteurs de translation pour robots terrestres à chenilles ou à roues et pour machines hydrauliques télécommandées se situent dans le bas de cette plage. Avec des brides de fixation selon les normes SAE et DIN, un moteur de rechange s'installe sur une machine existante sans adaptateur. Chaque unité passe un essai fonctionnel et un essai de pression par rapport aux valeurs catalogue avant expédition.
Applications types
- Moteurs hydrauliques de translation pour robots terrestres à chenilles ou à roues
- Moteurs d'entraînement pour treuils et fonctions de manipulateur sur machines télécommandées
- Pompes à engrenages pour le circuit de puissance hydraulique d'une machine télécommandée
- Moteurs et pompes de remplacement pour machines déjà en service
Usinage et engrenages
Nos centres de fraisage CNC Haas (volume de travail 1270 x 660 x 635 mm) et nos tours DMG MORI (Ø500 mm, longueur 1000 mm) usinent des pièces de cellule et de transmission à ±0,05 mm et en ajustements IT6–IT7, avec un contrôle géométrique selon ISO 2768-fH, ISO 286 et ISO 1101. Les pièces de cellule sont réalisées en alliages d'aluminium 6xxx et 7xxx. Les arbres et les carters de propulseur des drones marins sont réalisés en titane et en aciers inoxydables 1.4301/304 et 1.4404/316. Nous taillons et rectifions des engrenages pour actionneurs de servos et étages de réducteurs selon ISO 1328 ; un étage chargé exige en général la classe 7. Quand un réducteur ou une articulation n'a plus de plan, nous mesurons la pièce usée sur la Zeiss Contura et taillons la pièce de remplacement d'après ces mesures.
Pièces types
- Supports de moteur, articulations de repliage des bras et plaques de liaison d'aile ou de poutre en aluminium
- Arbres, moyeux, pignons de chenille et supports de manipulateur pour robots terrestres
- Carters de propulseur, arbres et brides en inox pour drones marins et sous-marins
- Arbres et engrenages de remplacement taillés d'après un échantillon usé
Moulage sous pression d'aluminium
Nous moulons sous pression des carters et coffrets d'électronique à ailettes à ±0,1–0,3 mm avec un état de surface Ra 1,6–6,3 µm. Les matrices sont construites dans notre propre atelier d'outillage en acier à outils H13 ou P20. Les parois peuvent descendre à 0,5–1,5 mm, et les bossages de fixation, les passages de câbles et les ailettes de refroidissement sont moulés avec le corps en une seule opération, avec un temps de cycle de 30 secondes à 2 minutes. Les alliages d'aluminium conduisent la chaleur à raison de 90 à 160 W/m·K, si bien qu'un carter léger à ailettes évacue la chaleur d'un module de puissance ou d'un contrôleur de moteur.
Applications types
- Carters à ailettes pour modules de puissance et variateurs
- Coffrets d'électronique pour contrôleurs de vol et systèmes de charge utile
- Carters de moteurs de roue et de réducteurs pour robots terrestres, avec ailettes de refroidissement
- Carters revêtus pour l'électronique marine et sous-marine
Métallurgie des poudres et MIM
Les petits engrenages pour servos, pompes de pulvérisation et treuils sont pressés et frittés directement à la forme, le profil de denture étant formé par la matrice, si bien que la géométrie ne varie pas d'une pièce à l'autre. Le compactage va jusqu'à 800 MPa et la densité finale jusqu'à 97 %, la tolérance est de ±0,05 mm à l'état fritté, et le frittage utilise jusqu'à 30 % de matière en moins que la taille du même engrenage dans une barre. Le moulage par injection de métal forme des engrenages, leviers et pièces de loquet plus petits et plus complexes, complets en une seule opération, dans des aciers dont le 17-4 PH et le 316L, avec des parois jusqu'à 0,3 mm d'épaisseur et une tolérance jusqu'à ±0,02 mm.
Applications types
- Engrenages frittés pour entraînements de servos et de pompes de pulvérisation
- Engrenages, loquets et petits leviers MIM pour mécanismes de repliage et de verrouillage
- Engrenages de pompe de pulvérisation et de treuil pour drones agricoles et cargo
- Pièces MIM en 316L pour drones marins et sous-marins
Carbures cémentés
Le carbure a peu d'usages sur les drones : inserts de buses pour pulvérisateurs agricoles, bagues d'usure sur les machines hydrauliques télécommandées et faces d'étanchéité dans les pompes de drones marins. La dureté s'étend de 1 400 à 2 000 HV sur la gamme de nuances ISO 513, et les compositions WC-Ni résistent à la corrosion en service marin et chimique. Les alésages de guidage et les faces d'étanchéité sont rectifiés au diamant à ±0,01 mm et Ra 0,1–0,4 µm.
Applications types
- Inserts de buses pour drones pulvérisateurs agricoles
- Bagues d'usure pour machines hydrauliques télécommandées
- Faces d'étanchéité pour pompes de drones marins et sous-marins
- Nuances WC-Ni résistantes à la corrosion pour service marin
Logique de coût
Où va le budget et comment nous tenons le prix
Un acheteur compare en général un support de moteur ou un carter au précédent sur le prix unitaire. Nous investissons dans la précision et dans les essais, car ce sont eux qui décident si chaque cellule ou chaque robot d'une série reçoit la même pièce. Le reste de la commande reste standard.
| Où nous investissons | Comment nous tenons le prix |
|---|---|
| Usinage des faces de fixation et des alésages en ajustements IT6–IT7 sur les supports de moteur, les articulations et les carters de réducteurs | Types de fixation et d'arbre standard là où la conception de la cellule ou du réducteur le permet |
| Contrôle par radiographie des carters moulés sous pression pour détecter la porosité aux bossages de fixation et aux faces d'étanchéité | Moulage et pressage à forme quasi finie qui suppriment l'usinage, une seule matrice et un seul réglage pour un lot de pièces identiques |
| Essais par lot : dureté, microscopie métallographique et contrôle MMT sur les pièces frittées, MIM et en carbure | Aciers standard et nuances de carbure ISO 513 là où l'usage le permet, revêtements spéciaux et nuances résistantes à la corrosion uniquement là où l'eau salée ou l'exposition chimique l'exigent |
| Certificats matière et documentation complète : EN 10204 3.1, rapports dimensionnels et de dureté | Capteurs et retour d'information intégré uniquement là où le système de commande du drone les utilise, coût des matrices et de l'outillage réparti sur la série |
Rechange
Remplacement et réparation
Les demandes concernant les drones et les robots nous parviennent souvent sous la forme d'une pièce usée sans plan : un engrenage de servo ou de pompe aux dents usées sur un étage, une bague de support de moteur devenue ovale, ou un vérin de manipulateur à la tige rayée. Nous mesurons le nombre de dents, le module et l'alésage d'un engrenage, ou l'alésage, la tige et la course d'un vérin, sur la MMT Zeiss Contura et avec des instruments de mesure d'engrenages, et chiffrons une pièce de remplacement qui tient dans le même espace avant de couper ou de presser la moindre matière. Si la pièce d'origine s'est usée prématurément, nous vous indiquons la cause probable et suggérons un matériau ou un état de surface qui s'usera plus lentement sur la pièce de remplacement.
Un kit de joints de rechange est fourni sur demande avec chaque vérin hydraulique que nous fabriquons, et d'autres kits se commandent avec le numéro de série gravé sur le corps. Les pièces en carbure, PM et MIM sont pressées dans un outillage réalisé pour cette pièce. Une fois une pièce chiffrée et outillée, son plan et son outillage restent archivés, et un lot répété est fabriqué aux mêmes dimensions que le premier sans reconception. Un constructeur qui produit des cellules ou des robots terrestres en série reçoit le même support de moteur, le même engrenage ou le même carter sur chaque unité.
Sur plan
Sur échantillon usé
Lots pour une série
Kits de joints par numéro de série
Documentation
Normes et documentation
Notre documentation de composants se réfère à ces normes.
| Norme | Ce qu'elle couvre |
|---|---|
| ISO 6020 / ISO 6022 | Dimensions de montage des vérins hydrauliques |
| ISO 4413 | Exigences de sécurité pour les systèmes et composants hydrauliques |
| ISO 10100 | Essais de réception pour vérins hydrauliques |
| EN 10204 3.1 | Certificat matière avec résultats d'essai traçables, sur demande |
| ISO 1328 / DIN 3960 | Classes de précision pour la géométrie des dentures |
| EN 1706 | Composition chimique et propriétés mécaniques des alliages d'aluminium de fonderie |
| ISO 5755 / ISO 22068 | Spécification des matériaux frittés PM et MIM |
| ISO 513 | Classification des nuances de carbure cémenté |
Les règles de l'aviation, de la défense et des véhicules s'appliquent à l'aéronef, au système de drone ou au véhicule complet et à l'organisme qui le construit et l'homologue. Pour les composants que nous fabriquons, nous remettons des certificats matière, des rapports dimensionnels et des protocoles d'essai conformes au plan que vous nous envoyez.
Notre système qualité est certifié ISO 9001:2015. Pour en savoir plus sur les étapes de contrôle et les équipements : Qualité.
Qualité
Contrôle qualité
Chaque commande passe par trois étapes de contrôle. Nous vérifions la matière première par rapport à son certificat, et là où la nuance est déterminante, par exemple sur un lot de poudre de carbure ou un lingot d'alliage de moulage sous pression, nous effectuons aussi une analyse spectrochimique. Pendant l'usinage, nous mesurons avec des palpeurs Renishaw sur la machine et sur une MMT Zeiss Contura avec une erreur inférieure à 3 µm. La MMT est vérifiée toutes les 45 heures machine.
Les carters moulés sous pression sont radiographiés pour détecter la porosité aux bossages de fixation et aux faces d'étanchéité avant usinage. Les pièces frittées et MIM sont contrôlées en densité, en dureté et en dimensions sur chaque lot, avec un contrôle de masse des pièces MIM crues comme alerte précoce d'une dérive du mélange. Les pièces en carbure sont rectifiées à leur tolérance fonctionnelle, testées en dureté Rockwell et contrôlées au microscope pour la taille des grains et la répartition du liant. Les engrenages taillés par usinage sont mesurés en profil, en hélice, au pas et en faux-rond par rapport à leur classe ISO 1328. Les vérins hydrauliques sont testés en pression à 1,5× la pression de service, avec un contrôle d'étanchéité sur chaque joint et une course complète sans à-coups.
Pour en savoir plus : Qualité.
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FAQ
Quelle documentation fournissez-vous pour les composants de drones et de robots ?
Les pièces en carbure, PM et MIM sont livrées avec un certificat matière pour le lot de poudre, un rapport dimensionnel MMT et, lorsque la nuance et l'usage l'exigent, un rapport de dureté ou de densité. Les engrenages sont livrés avec leur rapport de contrôle ISO 1328 et les relevés de dureté et de profondeur de cémentation lorsqu'un traitement thermique s'applique. Les vérins sont livrés avec des certificats EN 10204 3.1 pour les aciers de structure et un certificat d'essai de pression. Indiquez-nous la norme selon laquelle votre programme est construit, et nous planifions le dossier de documentation avec la commande.
Pouvez-vous réaliser un engrenage ou un carter à partir d'un échantillon usé, sans plan ?
Oui. Envoyez-nous la pièce, ou des photos avec le nombre de dents et le module pour un engrenage, ou l'alésage et la géométrie de fixation pour un carter ou un vérin. Nous relevons la géométrie sur l'échantillon et chiffrons avant de couper, de mouler ou de presser la moindre matière. Si la pièce s'est usée plus vite qu'elle n'aurait dû, nous vous dirons quoi changer sur la pièce de rechange, par exemple le matériau ou l'état de surface, pour qu'elle dure plus longtemps.
Nous construisons en série le même drone ou le même robot terrestre. Pouvez-vous fournir en lot ?
Oui. Une fois la première pièce chiffrée et mesurée par rapport à votre plan ou à votre échantillon, les unités suivantes sont produites en lot, avec les mêmes certificats et essais sur chaque pièce et un seul réglage pour la série. Le plan et, pour les pièces en carbure, PM et MIM, l'outillage restent archivés, si bien qu'une commande répétée correspond à la première pièce sans reconception.
Quelle est la commande minimale et quel est le délai ?
Un seul vérin convient, avec les mêmes certificats et essais qu'un lot de série. Pour les moteurs et les engrenages, indiquez-nous la quantité et nous chiffrerons. Le moulage sous pression, la métallurgie des poudres et le MIM sont des procédés de série qui reposent sur un outillage : envoyez-nous donc vos volumes, nous dimensionnerons l'outillage et chiffrerons. Nous indiquons le délai dans le devis : il dépend du matériau, du revêtement et du dossier de documentation que demande votre programme.
Capacités associées :
Demander un devis
Envoyez-nous un plan, un cahier des charges ou une photo de la pièce usée avec ses cotes, et indiquez-nous à quoi elle sert : un multirotor, un drone agricole ou cargo, un aéronef à voilure fixe ou VTOL, un robot terrestre, une machine hydraulique télécommandée, ou un drone marin ou sous-marin. Nous chiffrerons la pièce usinée, le carter moulé sous pression, l'engrenage fritté ou MIM, le vérin ou la pièce d'usure en carbure, fabriqué à la tolérance et testé avant expédition, avec la documentation dont votre programme a besoin.