Экстремальные дроны с 3D-печатью

Эта статья на 3DPrint.com была отправлена ​​мне на днях. Речь идет о китайской антарктической исследовательской группе, которая привезла с собой дрон, напечатанный на 3D-принтере, чтобы помочь им собрать данные о ландшафтах, которые они изучали в замерзшей пустоши, существующей на дне нашей планеты. Сама статья потрясающая, и в ней рассказывается о том, как весь дрон был спроектирован за месяц и напечатан за 15 дней.

Между тем, профессор Лян Цзяньхун, один из ведущих участников экспедиции, рассказал 3DPrint.com, что потребуется три месяца, чтобы просто изготовить набор форм для деталей из углеродного волокна, и что их изготовление из углеродного волокна стоит в двадцать раз дороже, чем в 3D. печать, поэтому он демонстрирует огромные преимущества с точки зрения затрат и экономии времени, которые 3D-печать может дать командам разработчиков.

При этом есть недостаток в использовании 3D-принтера для производства функциональной детали, требующей как прочности, так и легкости:относительно говоря, пластик имеет довольно низкую прочность и большой вес - конечно, далеко не углеродное волокно или даже бальза. дерево.

Следовательно, при разработке работающей модели существует большая вероятность, что этой китайской команде пришлось пожертвовать некоторой полезной нагрузкой / производительностью, потому что им нужно было вложить этот вес в разработку пластиковой конструкции, которая была бы достаточно прочной, чтобы выдерживать возложенные на нее нагрузки. Одним из основных преимуществ карбона является то, что вы можете получить огромную экономию веса при той же прочности, что и традиционный алюминиевый компонент, - одна из причин, по которой Boeing разработал 787, 50% его конструкция сделана из передовых композитов (источник) .

Китайская команда проделала потрясающую работу, создав этот автомобиль - он не только складывается для транспортировки, быстро летает (максимальная скорость 24 мили в час), но также может нести камеру и выдерживать температуры от 5 до -4 градусов по Фаренгейту. Однако мне интересно, какие дополнительные возможности или характеристики они могли бы получить, используя композит углерода / пластика? Возможно, мы никогда не узнаем, но это интересный мысленный эксперимент.

До композитного армирования для печатных деталей все, что сделано на 3D-принтере, просто опасно доверять с любым уровнем критически важной прочности. Однако это усиление открывает двери для более структурных или критически важных приложений.

В настоящее время многие самолеты и некоторые беспилотные летательные аппараты изготавливаются из сложных, состоящих из нескольких частей узлов. Экономия затрат и веса, которую можно получить за счет упрощения этих конструкций и объединения их в отдельные части, будет огромной. Мы приближаемся к тому моменту, когда мы можем начать рассматривать возможность использования армированных композитом деталей на полуструктурных компонентах, а не только на беспилотных автомобилях.

Однако на данный момент промышленность дронов и другие секторы, где вес имеет решающее значение для высокопрочных приложений, могут извлечь наибольшую выгоду из этих легких и сверхпрочных деталей. Мы можем не только улучшить характеристики многих конструкций транспортных средств, но и производить новые автомобили в небольших объемах без необходимости использования дорогих или сложных приспособлений и узлов - или термопластавтоматов. Подумайте об этом - вы должны построить конструкцию крыла и лонжероны для самолета с неподвижным крылом из дерева, металла или тяги, потому что чистый пластик слишком тяжел и слишком слаб для этого. Но с композитной арматурой у вас определенно больше возможностей для творчества.

Поэтому в следующий раз, когда вы подумываете о том, чтобы использовать дрон в суровых условиях или в требовательном сценарии использования, подумайте о преимуществах, которые может дать использование принтера в вашей разработке, и начните думать о том, какие высокопроизводительные варианты доступны, когда вы можете создавать сложные сверхпрочные детали за часы, а не за недели. С композитным армированием можно использовать печатные детали, чтобы сделать вашу деталь сложной и прочной.