De toekomst van drone-ontwerp: lichtgewicht, duurzame kunststof onderdelen

Mark van de Waal | 18 november 2025

De dronemarkt groeit al jaren snel en zal naar verwachting in 2030 een omvang van 57,8 miljard dollar bereiken. Dit biedt fabrikanten de perfecte kans om hun ontwerpen te verbeteren en hun eigen drones te onderscheiden van de concurrentie.

Een van de beste en gemakkelijkste manieren om dit te doen is door drooglopende, onderhoudsvrije kunststof onderdelen te gebruiken in drones en drone-accessoires (landingsplatforms, oplaadstations, drone-in-a-box-systemen).

Lees verder om meer te weten te komen over de voordelen die onderhoudsvrije kunststoffen kunnen bieden voor drones, en specifieke manieren waarop u ze kunt integreren in uw eigen ontwerpen op basis van praktijkvoorbeelden.

Voordelen van het gebruik van hoogwaardige kunststoffen in drones

In vergelijking met metaal biedt het gebruik van tribologisch geoptimaliseerde kunststofonderdelen in dronetechnologie tal van voordelen. Deze omvatten onderhoudsvrije werking, weerstand tegen vuil en stof, lichtgewicht samenstelling en meer.

Onderhoudsvrij

Tribologisch geoptimaliseerde kunststoffen, zoals die van igus, zijn ontworpen met ingebouwde vaste smeermiddelen die gelijkmatig door het kunststofmateriaal zijn gemengd. Dit zorgt ervoor dat het onderdeel te allen tijde voldoende gesmeerd blijft, waardoor routineonderhoud overbodig is.

Meer lezen: Hoe werken zelfsmerende lagers?

Vuil- en stofbestendigheid

Normaal gesproken trekt het vet dat wordt gebruikt om metalen onderdelen soepel te laten lopen na verloop van tijd vuil en stof aan. Omdat plastic onderdelen echter geen vet gebruiken, kan vuil en stof zich nergens aan hechten. Hierdoor zijn plastic onderdelen volledig bestand tegen vuil en stof, wat ze perfect maakt voor buitentoepassingen.

Corrosiebestendigheid

Kunststoffen zijn van nature bestand tegen corrosie, waardoor ze zonder problemen kunnen worden gebruikt in buitentoepassingen die worden blootgesteld aan vocht. Hoewel sommige metalen, zoals roestvaststaal en aluminium, ook corrosiebestendig zijn, zullen veel metalen gaan roesten en corroderen als ze worden blootgesteld aan vocht.

Lichtgewicht

Kunststoffen zijn van nature lichter dan metalen, en gewicht is een van de belangrijkste factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwerpen van drones. Lichtgewicht kunststof lagers maken het gemakkelijker om te voldoen aan ontwerpvereisten met betrekking tot gewicht, vooral omdat ze tot vijf keer minder kunnen wegen dan metalen alternatieven.

Voordelig

De productie- en materiaalkosten voor kunststofonderdelen zijn veel lager dan die voor metalen onderdelen, waardoor kunststof een kosteneffectievere keuze is. Dit kan zowel helpen om de totale kosten van het systeem te verlagen, als ervoor zorgen dat er meer budget kan worden toegewezen aan dure onderdelen en systemen zoals batterijen, sensoren en afstandsbedieningssystemen.

Kunststof onderdelen voor gebruik in drones en dronetechnologieën

Er is een breed scala aan tribologisch geoptimaliseerde kunststofcomponenten die kunnen worden gebruikt in drones en dronetechnologie. Hiertoe behoren diverse lagers, zoals glijlagers, lineaire lagers en sferische lagers, spindelassemblages en riem- en spindel aangedreven lineaire actuatoren, kabeldragers en op maat gemaakte componenten.

Glijlagers

Glijlagers behoren tot de meest veelzijdige lagers in de productiesector vanwege hun vermogen om verschillende soorten bewegingen aan te kunnen, en kunnen daarom overal in drones en hun accessoires worden gebruikt.

In een gyrocopter ontwikkeld door het Duitse bedrijf Schwarz Industrieservice werden iglide-lagers gebruikt in de rotorkop, die verantwoordelijk is voor het vergemakkelijken van de beweging op de lengte- en dwarsassen.

Lineaire lagers

Lineaire lagers zijn te vinden in zowel gespecialiseerde drones als andere technologieën, zoals landingsstations. In landingsstations kunnen lineaire lagers worden gebruikt voor platformuitbreidingen en positioneringssystemen.

Gespecialiseerde drones, zoals deze drone voor ongediertebestrijding genaamd “FitoStinger”, kunnen gebruikmaken van lineaire lagers voor nauwkeurige lineaire bewegingen. In het geval van FitoStinger werd een drylin-lineaire geleiding van koolstofvezel gebruikt om een pesticidensproeier op specifieke punten van besmetting te positioneren.

Sferische lagers

Sferische lagers, ook wel kogelgewrichten genoemd, zijn een integraal onderdeel van het ontwerp van drones, met name bij drones die gebruikmaken van een fysieke tuimelschijf. Hier kunnen igubal-kogelgewrichten betrouwbare, onderhoudsvrije prestaties leveren onder alle weersomstandigheden.

igubal-kogellagers zijn precies voor dit soort toepassingen gebruikt in de MARVIN Mk3-helikopterdrone. De lagers werden gebruikt op het bevestigingspunt voor de duwstangen, de swashplate en de rotorbladhouders van de drone. Het hele lagersysteem moest spelingvrij zijn en helpt de staartrotor te ontkoppelen van trillingen van de rotorbladen.

Draadspindel assemblages

Leidschroefconstructies worden meestal gebruikt in drone-in-a-box-systemen en andere soortgelijke landingsplatforms of batterijwisselstations. Veel van deze systemen hebben een deksel of deur die naar behoefte kan worden geopend en gesloten voor het opstijgen en landen van drones, wat kan worden aangedreven door een draadspindelconstructie.

De gepatenteerde high-helix draadspindel assemblages van igus bieden de perfecte oplossing met lage wrijving voor dergelijke toepassingen. Het asymmetrische schroefdraadontwerp zorgt voor een 30% langere levensduur in vergelijking met andere schroefdraadprofielen.

Lineaire actuatoren

Net als lineaire lagers en spindelassemblages kunnen lineaire actuatoren worden gebruikt voor rechtlijnige bewegingen in landingsplatforms en drone-in-a-box-systemen. Igus biedt zowel schroef- als riemaangedreven actuatoren aan, die beide drooglopend en onderhoudsvrij zijn.

Kabelrupsen

Kabelrupsen zijn vooral handig voor drone-in-a-box-systemen, waarbij kabels goed georganiseerd moeten worden gehouden om te voorkomen dat ze blijven haken of in de knoop raken. Het openen en sluiten van het deksel, de beweging van de drone-centrerende componenten en het omhoog en omlaag brengen van het landingsplatform kunnen allemaal profiteren van kabelbeheer.

Door het compacte formaat van drone-in-a-box-systemen moeten de kabeltransportsystemen bijzonder klein zijn. igus levert miniatuur polymeer kabeltransportsystemen, zoals de E2 mini en E2 micro, die perfect zijn voor deze toepassing. Net als andere igus-producten zijn e-chain kabeltransportsystemen drooglopend, bestand tegen vuil, stof en andere weersinvloeden en onderhoudsvrij.

Maatwerk componenten

Voor gespecialiseerde toepassingen zijn standaardcomponenten uit voorraad niet altijd een haalbare oplossing. Op maat gemaakte componenten die met de slijtvaste 3D-printmaterialen van igus zijn geprint, zijn in deze situaties ideaal, omdat ze alle voordelen van igus tribopolymeren bieden in aangepaste afmetingen en geometrieën.

Onderdelen kunnen worden geprint via FDM-, SLS– en DLP-methoden, en voor alle drie de methoden zijn meer dan een dozijn materialen beschikbaar.

Belangrijke industrieën voor dronetechnologie

Materiaal handling

Sommige magazijnen beginnen al drones te gebruiken voor materiaalbehandeling en voorraadbeheer. Drones kunnen niet alleen door het magazijn vliegen om productbarcodes te scannen en producten op schade te inspecteren, maar ze kunnen zelfs producten door het magazijn of tussen afzonderlijke magazijnen vervoeren.

Leger

Zowel drones in de lucht als onder water worden gebruikt voor militaire doeleinden. Hoewel ze meestal worden ingezet voor bewaking en verkenning, kunnen ze ook worden gebruikt voor precisieaanvallen, trainingsoefeningen en logistiek.

Marine

Onderwaterdrones, of op afstand bediende voertuigen (ROV’s), worden al sinds de jaren vijftig gebruikt. Ze kunnen voor tal van toepassingen worden ingezet, waaronder inspecties van pijpleidingen, onderzoek naar ecosystemen en klimaatverandering, en het monitoren van viskwekerijen.

Rampenbestrijding

Drones zijn een uitstekende oplossing voor rampenbestrijding, omdat ze een snelle verkenning van rampgebieden mogelijk maken. Dit kan rampenbestrijdingsteams helpen om hun tijd en middelen beter te prioriteren, wat uiteindelijk leidt tot snellere en effectievere reacties die de gevolgen van rampen beperken en meer levens redden.

Conclusie

In de snelgroeiende dronemarkt moeten bedrijven manieren vinden om zich te onderscheiden van de concurrentie, anders lopen ze het risico achterop te raken. Zelfsmerende kunststofonderdelen bieden dat broodnodige concurrentievoordeel, waardoor lichte, onderhoudsarme drones en accessoires kunnen worden ontwikkeld tegen een fractie van de kosten.