3D-geprinte extreme drones

Dit artikel van 3DPrint.com werd onlangs naar mij doorgestuurd. Het gaat over een Chinees Antarctisch onderzoeksteam dat een 3D-geprinte drone meebracht om hen te helpen gegevens te verzamelen over de landschappen die ze aan het verkennen waren in de bevroren woestenij op de bodem van onze planeet. Het artikel zelf is geweldig en vertelt hoe de hele drone in een maand werd ontworpen en 15 dagen duurde om af te drukken.

Ondertussen vertelde professor Liang Jianhong, een van de leidende figuren in de expeditie, aan 3DPrint.com hoe het drie maanden zou duren om gewoon een set mallen voor koolstofvezelonderdelen te maken en twintig keer meer zou kosten om ze in koolstofvezel te produceren dan in 3D printen, dus het toont de enorme voordelen aan op het gebied van kosten- en tijdbesparing die 3D-printen ontwikkelingsteams kan opleveren.

Dat gezegd hebbende, is er een nadeel aan het gebruik van een 3D-printer voor het produceren van een functioneel onderdeel dat zowel sterkte als lichtheid vereist:relatief gezien is plastic vrij laag in sterkte en hoog in gewicht - zeker lang niet in de buurt van koolstofvezel of zelfs balsa hout.

Ergo, bij het ontwikkelen van een werkend model is er een goede kans dat dit Chinese team wat laadvermogen/prestatievermogen moest inleveren omdat ze dat gewicht moesten steken in het ontwerpen van een plastic structuur die sterk genoeg was om de belastingen te weerstaan. Een van de belangrijkste voordelen van koolstof is dat je enorme gewichtsbesparingen kunt behalen voor dezelfde hoeveelheid sterkte als een traditioneel aluminium onderdeel - een van de redenen voor Boeing om de 787 te ontwerpen met 50% van zijn structuur gemaakt van geavanceerde composieten (bron) .

Het Chinese team heeft geweldig werk geleverd door dit voertuig te produceren - iets dat niet alleen kan worden opgevouwen voor transport, snel vliegt (24 mph max. snelheid), maar ook een camera kan dragen en bestand is tegen temperaturen van ongeveer 5 tot -4 graden Fahrenheit. Ik vraag me echter af wat voor soort extra mogelijkheden of prestaties ze eruit hadden kunnen halen door een koolstof / kunststofcomposiet te gebruiken? We zullen het misschien nooit weten, maar het is een interessant gedachte-experiment.

Voorafgaand aan composietversterking voor geprinte onderdelen, is alles dat op een 3D-printer is gemaakt, gewoon gevaarlijk om te vertrouwen met elk niveau van missiekritieke sterkte. Met die versterking worden echter de deuren geopend voor meer structurele of missiekritieke toepassingen.

Op dit moment worden veel vliegtuigen en sommige drones gefabriceerd uit complexe, meerdelige assemblages. De kosten- en gewichtsbesparingen die kunnen worden behaald door deze ontwerpen te vereenvoudigen en ze samen te voegen tot afzonderlijke delen, zouden enorm zijn. We komen op het punt dat we de mogelijkheid kunnen overwegen om met composiet versterkte onderdelen te gebruiken op semi-structurele componenten - en niet alleen op onbemande voertuigen.

Op dit moment profiteren de drone-industrie en andere sectoren waar gewicht cruciaal is voor toepassingen met hoge sterkte echter het meest van deze lichtgewicht, supersterke onderdelen. We kunnen niet alleen de prestaties van veel voertuigontwerpen verbeteren, maar nieuwe voertuigen kunnen zelfs op kleine schaal worden geproduceerd zonder dat dure of gecompliceerde mallen en assemblages nodig zijn - of spuitgietmachines. Denk er eens over na - je moet de vleugelstructuur en rondhouten voor een vliegtuig met vaste vleugels bouwen van hout, metaal of pulltruded staaf, omdat puur plastic te zwaar en te zwak is om het te doen. Maar met composietversterking is er zeker meer gelegenheid om creatief te zijn.

Dus de volgende keer dat u overweegt een drone mee te nemen naar een ruwe omgeving of een veeleisende gebruikssituatie, overweeg dan de voordelen die het gebruik van een printer in uw ontwikkeling kan opleveren, en begin na te denken over wat voor soort krachtige opties beschikbaar zijn wanneer u kunt maak complexe, supersterke onderdelen in uren in plaats van weken. Met composietwapening kunnen bedrukte onderdelen worden gebruikt om uw onderdeel zowel complex als sterk te maken.