Technicznie rzecz biorąc, drony to bezzałogowe statki powietrzne.
Powszechnie znane jako drony, bezzałogowe statki powietrzne (UAV) są pojazdami, które są zdolne do autonomicznego działania. Jako takie, drony nie są ograniczone do bycia samolotem; może to być samochód, łódź, a nawet poduszkowiec. Jednakże, terminem tym określa się statki powietrzne, w których trzy lub więcej śmigieł zapewnia siłę nośną i napędową. Są one również powszechnie określane jako wielowirnikowce lub quadcoptery.
Ogólnie rzecz biorąc, UAV są mechanicznie bardzo proste, składają się z ramy, kontrolera lotu, silników, śmigieł, regulatorów prędkości i ewentualnie sprzętu do oglądania z perspektywy pierwszej osoby (FPV).
Druk 3D nie jest obcy lotnictwu. Dla dronów rekreacyjnych, druk 3D może być świetnym sposobem na wykonanie różnych części. Może to być wszystko, od ochronnych zderzaków i mocowań kamer do dodatków, które zwiększają funkcjonalność.
W tym artykule, omówimy co należy rozważyć podczas drukowania 3D części dronów, rodzaje części do drukowania oraz to gdzie znaleźć modele i zasoby.
Korzyści
Główną zaletą części drukowanych w 3D jest to, że mogą być one całkowicie niestandardowe. Ponadto, są one zazwyczaj niedrogie (zakładając, że masz już drukarkę i filament), a projekty mogą być szybko iterowane od wersji wstępnej do ostatecznej.
Wydrukowane części mogą być w wybranym przez Ciebie kolorze i z wybranego materiału. W ten sposób, będziesz używać materiału o najlepszych właściwościach mechanicznych dla danej części. Na przykład, możesz mieć niebieskie mocowanie GoPro z TPU i nylonowe osłony śmigieł. (Osłony śmigieł chronią śmigła przed uderzeniami i zwiększają wydajność poprzez zwiększenie efektywnego współczynnika kształtu).
Mocowanie najlepiej byłoby wydrukować z TPU, ponieważ pochłaniałoby ono wibracje z ramy i mocno trzymało GoPro na miejscu, podczas gdy wytrzymały nylon może absorbować uderzenia i chronić zarówno śmigło, jak i uderzony obiekt. Inne mocne materiały, takie jak wzmocniony nylon, mogą być nawet wykorzystane do tworzenia płatowców, zadaszeń i gimbali kamer.
Kolejną zaletą części drukowanych w 3D jest ich stosunkowo niska gęstość. Dzięki drukowi 3D, ustawienia takie jak liczba obwodów i procent wypełnienia mogą być dostosowane do znacznego zmniejszenia wagi, co ma większy wpływ na całość.
Poza tym, że części są całkowicie niestandardowe i lekkie, mogą być szybko iterowane. Na przykład, podczas projektowania czaszy, pierwsza wersja może zostać wydrukowana (prawdopodobnie z niedrogiego materiału, takiego jak PLA), a następnie wszelkie wymagane zmiany mogą być łatwo wprowadzone w następnej iteracji. Gdy model zostanie uznany za gotowy, można go wydrukować z droższego materiału, takiego jak nylon z włóknem węglowym lub nawet, jeśli fundusze nie stanowią problemu z PEEK-u.
Ponadto, jeśli część jest uszkodzona, zakładając, że masz już filament i drukarkę, tworzenie części może być rozpoczęte bez żadnych opóźnień. Nawet jeśli wielu sprzedawców oferuje szybką dostawę, to prawdopodobnie nie jest szybsza niż (lub tak satysfakcjonujące, jak) drukowanie części samodzielnie.
Rozważania
Podczas gdy druk 3D otwiera zupełnie nowy świat możliwości w zakresie dodatkowych funkcji, najważniejszą rzeczą, o której należy pamiętać, jest waga samolotu. Każdy gram na samolocie ma wpływ na czas lotu i osiągi, szczególnie w przypadku samolotów wirnikowych. W związku z tym, w samolocie przeznaczonym do długich lotów, mocowanie GoPro, head tracker i mechanizm zrzutu nie są konieczne.
W USA nowe przepisy wymagają rejestracji dronów o masie powyżej 250 gramów. W związku z tym, popyt na quadcoptery poniżej tego limitu wagowego znacznie wzrósł.
Dodatkowo, firmy takie jak DJI, które sprzedają UAV i podobne statki powietrzne, zazwyczaj dostarczają wszystkie potrzebne mocowania i akcesoria; więcej części drukowanych w 3D nie jest wymaganych, gdyż po prostu zwiększyłyby one wagę.
Najlepsze materiały
Głównym materiałem, który można zobaczyć, na pewno na mini-quadcopterach, jest TPU. Dzieje się tak dlatego, że jest on bardzo elastyczny i może się odkształcić przy uderzeniu, pochłaniając energię i chroniąc elementy, do których jest przymocowany. Ponieważ jest elastyczny, może również absorbować drgania, zmniejszając ich ilość widoczną na nagranym materiale. Na szczęście, stało się to mniejszym problemem wraz z wprowadzeniem stabilizacji w aparacie.
Innym odpowiednim materiałem jest nylon. Jest on twardszy niż TPU, ale nadal ma pewną elastyczność.
Przydatność
Części, które są drukowane głównie z TPU to zderzaki, mocowania kamer, mocowania anten i osłony śmigieł. Nylon może być również używany do osłon śmigieł, ale jest to mniej powszechne, ponieważ jest trudniejsze do wydrukowania.
Chociaż TPU i nylon mają swoje zastosowania, nie są odpowiednie do wszystkich części. Do zastosowań wymagających sztywności i wytrzymałości, takich jak niestandardowe płatowce, zalecany jest materiał taki jak nylon wzmocniony włóknem węglowym. Ma on zalety standardowego nylonu, jego twardość, a także sztywność włókna węglowego. Jest również łatwiejszy w druku niż nylon, ponieważ mniej się odkształca i lepiej przylega do platformy.
Jednym ze sposobów ochrony dolnej części ramy i śrub silnika jest dodanie wydrukowanych w 3D „nóżek”. Są one szczególnie przydatne, gdy latamy nad powierzchniami takimi jak beton. Idealnym materiałem do tego byłby nylon wzmocniony włóknem węglowym. Można by je jeszcze wydrukować z TPU, ale odporność na ścieranie nie będzie tak dobra.
Rodzaje części
Płetwy
Jeśli quadcoptery wyścigowe są Twoimi ulubionymi, będziesz chciał wypróbować powszechnie stosowane płetwy montowane na górze. Mają one pomóc w trybie znanym jako „żółw”. Podczas lądowania samolotu do góry nogami, dwa silniki mogą być odwrócone, aby odwrócić samolot, umożliwiając Ci ponowny start (i ukończenie wyścigu). Najczęściej są one drukowane z TPU, a czasami z nylonu.
Uchwyty antenowe
Jeśli latasz z FPV, anteny nadajnika wideo mają kluczowe znaczenie. W związku z tym istnieje wiele opcji montażu tych elementów.
Jeśli model jest przeznaczony do latania na dalekie odległości, nie jest dobrym pomysłem obudowanie aktywnej części anteny TPU, ponieważ będzie to miało negatywny wpływ na sygnał wideo. Pamiętaj, że zgodnie z prawem musisz pozostać w obrębie linii wzroku. TPU jest preferowanym wyborem, ponieważ jest bardzo elastyczne i może się odkształcać bez trwałych uszkodzeń.
Funkcjonalne
Jeśli latanie FPV lub wyścigi nie są dla Ciebie, zawsze możesz wydrukować części zwiększające funkcjonalność. Może gimbal do kamery do zdjęć lotniczych lub wideofilmowania, albo mechanizm do przenoszenia i upuszczania przedmiotów? W przypadku gimbala, ruchome części powinny być wydrukowane z nieelastycznego materiału, aby wyeliminować luz. Podczas montażu gimbala w samolocie, powinna być elastyczna część, która odizoluje go od wibracji.
Ochrona
Wreszcie, części do ochrony przedmiotów, takich jak drążki sterujące na nadajniku radiowym, są kolejną dobrą opcją do drukowania. Mogą one być wykonane z elastycznego lub nieelastycznego materiału, w zależności od potrzeb.
Źródła modeli
Thingiverse jest świetnym darmowym źródłem do znalezienia uchwytów do powszechnie dostępnych kamer (GoPro, Insta 360, itp.) i ram (TBS Source One, ImpulseRC, Iflight, itp.).
GrabCAD jest kolejnym darmowym repozytorium, który ma tendencję do posiadania modeli bardziej skoncentrowanych na inżynierii, jednak znajdują się tam modele związane z quadcopterami. Zwróć uwagę, że do pobierania modeli potrzebne jest konto (w przypadku Thingiverse jest inaczej).
Jeśli pobierasz modele z jakiegokolwiek repozytorium (w tym z powyższych stron), upewnij się, że sprawdzasz licencję, na jakiej są one dostępne. Może się zdarzyć, że będziesz mógł swobodnie sprzedać model, a może być wymagane podanie danych autora.
Jeśli masz konkretną ramę i aparat, często producent udostępnia projekty do pobrania i wydrukowania. Są one przydatne, ponieważ prawdopodobieństwo, że dana część będzie pasować do Twojej ramy, może być większe niż w przypadku strony internetowej innej firmy.
Jeśli nigdzie nie możesz znaleźć tego, czego szukasz, możesz zaprojektować własne części w oprogramowaniu CAD lub zlecić ich zaprojektowanie komuś innemu.
Zasoby
Wiele pojedynczych komponentów można pobrać z wyżej wymienionych stron, ale istnieją również dodatkowe zasoby, takie jak fora.
Główne fora dla producentów dronów to DIYDrones i RCGroups. Pełną listę wydrukowanych części na RCgroups można znaleźć w jednym pomocnym wątku, podobne listy można znaleźć na DIYDrones.
Źródło: https://all3dp.com
