از هواپیماهای بدون سرنشین DIY تا مرزهای جدید طراحی هواپیماهای بدون سرنشین با پرینت سه بعدی

واپیماهای بدون سرنشین رو به افزایش است: پیش بینی ها نشان می دهند که بازار هواپیماهای بدون سرنشین از 14 میلیارد دلار ارزش خود در سال 2018 به بیش از 43 میلیارد دلار در سال 2024 رشد کند. مطابق با رشد این صنعت پر سرعت ، نوآوری سریع کلید موفقیت رقابتی است. پرینت سه بعدی برای تسهیل این امر ایده آل است.

از آنجا که هر دو مورد استفاده از پهپادهای حرفه ای و سرگرمی همچنان در حال گسترش هستند ، از مسابقات FPV گرفته تا تسریع در برابر بلایا ، تحویل کالا و شناسایی ، پرینت سه بعدی نقش تعیین کننده ای در تولید هواپیماهای بدون سرنشین قادر به سطح بالایی از عملکرد دارد.

پرینت سه بعدی منجر به تولید می شود ، هزینه های تولید را کاهش می دهد و طراحان و تولید کنندگان را قادر می سازد تا با طراحی جدید هواپیماهای بدون سرنشین پرینت سه بعدی که کاربردهای بالقوه جدیدی را برای فناوری ارائه می دهند ، خطرات بیشتری را به خود اختصاص دهند.

هواپیماهای بدون سرنشین نمونه سازی سریع با پرینت سه بعدی

با پرینت سه بعدی ، طراحان دیگر نیازی به ساعت ها برای تجزیه و تحلیل خطرات و اشکالات احتمالی برای یک ویژگی طراحی جدید ندارند. یک پرینتر سه بعدی با وضوح بالا می تواند قطعات اولیه جدید را به سرعت برای آزمایش و تولید حداقل زباله به سرعت تولید کند. تولید کنندگان هواپیماهای بدون سرنشین می توانند ماژولهای قابل تعویض با دقت هندسی pinpoint را تولید کنند بدون اینکه به قطعات قالب ریزی شده گران قیمت و فشرده زمان نیاز داشته باشند.

عرفی یک پرینتر سه بعدی در فرآیند ، زمان سرب را کوتاه می کند ، زیرا تولید قسمت جدید فقط چند ساعت طول می کشد. به عنوان مثال ، هواپیمای بدون سرنشین MRB-1 از چهار هفته به طرح های اولیه مفهومی به یک نمونه اولیه کار منتقل شد.

پرینت سه بعدی نه تنها از طریق آزادی بیشتر در طراحی و صرفه جویی در وقت ، مزیتی را ایجاد می کند ، بلکه می تواند موجب صرفه جویی در هزینه های زیادی نیز شود. استفاده از فایلهای CAD به اشتراک گذاشته شده ، به راحتی اصلاح شده در مرحله طراحی ، تولید مثل طراحی را نیز آسان کرده است.

این مسئله باعث می شود که ریسک پذیری و نوآوری در هنگام طراحی هواپیماهای بدون سرنشین بسیار مقرون به صرفه تر باشد. در هنگام توسعه هواپیمای بدون سرنشین خود ، نیروی دریایی ایالات متحده دریافت که روند ساخت یک پهپاد حدود 600 دلار هزینه دارد ، از جمله هزینه خرید یک پرینتر نیست. آن را با یک هواپیمای بدون سرنشین آماده Raven متناسب با نیاز آنها مقایسه کنید ، که می تواند تا 30،000 دلار هزینه برای نیروی دریایی داشته باشد.

قطعات جایگزین پهپاد پرینت شده در زمان تقاضا

کسانی که هواپیماهای بدون سرنشین را به عنوان حرفه ای طراحی می کنند و در اوقات فراغت خود طراحی می کنند ، خیلی خوب می دانند که تعمیر قطعات یا تعمیر آن ها دشوار است. خلبانان بی تجربه ، شرایط نامساعد آب و هوا یا شاخه های درخت مزاحم و می توانند به یک تصادف منجر شوند که می تواند خسارات گران بهایی به پهپاد وارد کند.

پرینت سه بعدی تولید قطعات بدون سرنشین جایگزین را آسان تر می کند. در مورد نیروی دریایی ، جایگزینی بخش بال آسیب دیده در هواپیمای بدون سرنشین با کارایی بالا که قبلاً 8000 دلار قیمت داشت ، اکنون به اندازه 0.1٪ از کل آن هزینه دارد.

مرزهای جدید در طراحی هواپیماهای بدون سرنشین

در حالی که بسیاری از هواپیماهای بدون سرنشین از انواع طرح های کوادکوپتر محبوب استفاده می کنند ، طبیعت همه کاره پرینت سه بعدی این امکان را برای توسعه دهندگان فراهم می کند تا با طرح های بسیار بلندپروازانه تر ظاهر شوند.

پهپادZelator ، شرکت کننده برنده مسابقه هواپیماهای بدون سرنشین ایرباس Cargo Drone 2016 ، برای جابجایی محموله های کوچک بویژه لوازم پزشکی در مناطق دور افتاده بهینه شده است.Zelatorطراحی بال بالایی دارد. سازنده از مواد پرینت سه بعدی برای تولید بدنه ای به اندازه کافی قدرتمند برای مقابله با آب و هوای نامطلوب و به اندازه کافی نور (زیر 25 کیلوگرم) برای انجام در شرایط سخت محیطی که احتمالاً با آنها روبرو هستند استفاده کرد.

یوکی اوگاساوارا و X VEIN ریو کومدا یک هواپیمای بدون سرنشین و کوادکوپتر پرینت سه بعدی طراحی شده است. X VEIN که به عنوان “هواپیمای بدون سرنشین صرفه جویی در زندگی” طراحی شده است ، برای عملکرد در هنگام تلاش برای رفع بلایا بهینه شده است. این شهر دارای بارهای طولانی پرواز ، یک قاب تقویت شده و پروانه هایی برای جلوگیری از خرابی در تصادفات است. تمام این ویژگی ها در یک بدنه کوادکوپتر شبکه مشبک ایجاد شده با پرینت سه بعدی گنجانیده شده اند.

طراحی ساختار شبکه ای X VEIN فقط با پرینت سه بعدی قابل تهیه است.

درجه بالا سفارشی سازی در طراحی این پهپاد ، پیچیدگی ساختار شبکه و آزادی تنظیم چگالی آن در داخل نرم افزار تولیدی CAD آن ، همه به دلیل قابلیت های فن آوری های تولید افزودنی منحصر بفرد هستند.

در حالی که بسیاری از تولید کنندگان با هواپیماهای بدون سرنشین بزرگتر آزمایش کرده اند ، در انتهای مقیاس نیز خلاقیت وجود دارد. به عنوان مثال ، Piccolissimo UPenn یکی از کوچکترین هواپیماهای بدون سرنشین است که تاکنون ساخته شده است.

Piccolissimo UPenn یکی از کوچکترین هواپیماهای بدون سرنشین است که تاکنون ساخته شده است و قطر آن 24.26 میلی متر است و وزن آن 2.5 گرم است.

Piccolissimo با داشتن یک پروانه و شاسی منفرد مناسب شرایط شدید است. اندازه مینیاتوری آن (قطر 24.26 میلی متر) و وزن بسیار کم (2.5 گرم کمی) فقط با استفاده از قطعات پرینت سه بعدی قابل دستیابی می باشند. وزن و اندازه این هواپیمای بدون سرنشین کوچک را برای انجام عملیات در راکتورهای هسته ای بی ثبات یا شناسایی در فضاهای محدود یا از راه دور کامل می کند. چنین کارهایی برای انسانها یا هواپیماهای بدون سرنشین بزرگ امکان پذیر نیست.

Piccolissimo همچنین موارد استفاده موفقیت آمیز در آینده را در زمینه های پرینت سه بعدی و رباتیک swarm پیش بینی می کند. تولیدکنندگان می توانند از روشهای پرینت سه بعدی برای ایجاد ابزاری مانند Piccolissimo برای تلاشهای روباتیک ازدحام ، مانند ماموریت های نجات استفاده کنند. بیایید امیدوار باشیم که این فناوری فقط در یک قسمت قابل توجه از Black Mirror ، کاربردهای خوش خیم داشته باشد.

چگونه پهپاد پرینت شده خود را بسازید

با پرینت سه بعدی ، می توان علاوه بر لوازم الکترونیکی ، بیشتر اجزای مورد نیاز برای ساخت یک پهپاد یا کوادکوپتر را تولید کرد. قطعات هواپیماهای بدون سرنشین پرینت سه بعدی می تواند شامل شاسی ، هرگونه محافظ اضافی برای قاب ، پروانه ها ، دنده های فرود ، اتصالات موتور ، مجهز به لوازم جانبی (یعنی برای اسکنرها ، دوربین ها ، سنسورها یا سایر تجهیزات مفید) و مسکن برای ریموت ها و منبع قدرت پهپاد باشد.

برای ساخت هواپیمای بدون سرنشین DIY خود ، می توانید انواع مختلفی از طرح های منبع باز قفسه مانند طرح کوادکوپتر قابل پرینت سه بعدی OpenRCرا نشان دهید که روی جلد این مقاله به نمایش گذاشته شده است. بانکهای اطلاعاتی مدلهای سه بعدی و اجتماعاتی مانند Pinshape طیف گسترده ای از طراحی ها و لوازم جانبی هواپیماهای بدون سرنشین قابل پرینت سه بعدی را به طور کامل ارائه می دهند. سرانجام ، مدل سازی سه بعدی قطعات یا لوازم جانبی جدید به خودی خود امکاناتی بی حد و حصر را برای تطبیق طراحی پهپاد با برنامه های خاص فراهم می کند. جوامع آنلاین مانند RC Groups ، DIY Drones و البته Reddit نیز می توانند پشتیبانی و الهام بخش زیادی را ارائه دهند.

برای پرینت سه بعدی هواپیمای بدون سرنشین خود ، بسته به نیاز خود ، می توانید از هر یک از فناوریهای رایج پرینت سه بعدی پلاستیک ، مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM) ، استریولیتوگرافی (SLA) یا پمپاژ انتخابی لیزر (SLS) استفاده کنید.

از بین سه فناوری ، پرینت سه بعدی SLAبا دقت بالا و طیف گسترده ای از مواد ، نقطه ای شیرین را ارائه می دهد. با توجه به ماهیت هواپیماهای بدون سرنشین ، ما توصیه می کنیم ماده ای را انتخاب کنید که بتواند فشرده سازی ، کشش ، خم شدن و تأثیرات را بدون شکستگی ، مانند خانواده Tough و Durable رزین های SLA کنترل کند.