أصبحت الطائرات بدون طيار أدوات لا غنى عنها - من الهواة الذين يلتقطون الصور الجوية إلى الشركات التي تجري مراقبة أو مهام الإنقاذ. لكن تصنيع الطائرات بدون طيار التقليدية غالباً ما يأتي بتكاليف عالية, تخصيص محدود, ودورات التنمية البطيئة. هذا هو المكان 3D طباعة الطائرات بدون طيار تغيير اللعبة. عن طريق الاستفادة من التصنيع الإضافي, 3D الطائرات بدون طيار المطبوعة تحل نقاط الألم الرئيسية لكل من عشاق DIY والمستخدمين التجاريين, تقديم المرونة, القدرة على تحمل التكاليف, والسرعة التي لا يمكن أن تتطابق الأساليب التقليدية. في هذا الدليل, سنقوم بتفكيك أعلى المزايا لطائرات الطباعة ثلاثية الأبعاد, مع أمثلة وبيانات في العالم الحقيقي لإظهار كيف تضيف هذه التقنية القيمة.
1. وصول بأسعار معقولة لعشاق DIY والمبتدئين
واحدة من أكبر الحواجز التي تحول دون بناء الطائرات بدون طيار هي التكلفة-يمكن أن تكون الطائرات بدون طيار أو أجزاء طقم تقليدية مكلفة, مما يجعل من الصعب على المبتدئين البدء. 3D طباعة الطائرات بدون طيار تزيل هذا الحاجز عن طريق خفض تكاليف المواد والتجميع, السماح للهواة ببناء طائرات بدون طيار على الميزانية.
مثال في العالم الحقيقي: بنية DIY DIY بدون طيار
أراد مبتدئ في شنغهاي بناء أول طائرة بدون طيار ولكن لا يريد أن يقضي أكثر \(50. باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد منخفضة التكلفة (\)200- (300) و PLA البلاستيك (عن \)2 لكل 100 جرام), قاموا بطباعة رف الطائرة بدون طيار (إطار) في العادل 4 ساعات. ثم قاموا بإقران الإطار المطبوع ثلاثي الأبعاد مع مكونات متاح على الرف (المحركات, البطاريات, ووحدة تحكم) مجموع \(35. تكلفة الطائرات بدون طيار بأكملها \)40-أقل من نصف سعر طائرة بدون طيار جاهزة (\(100+). زائد, منذ أن تم طباعة الإطار ثلاثي الأبعاد, يمكنهم استبداله بسهولة إذا كسر (طباعة واحدة جديدة \)2) بدلاً من شراء طائرة بدون طيار بالكامل.
مقارنة التكلفة: 3D مطبوعة بدون طيار مقابل. الطائرات بدون طيار التقليدية الصنع
عنصر | 3د بدون طيار مطبوعة (DIY) | الطائرات بدون طيار التقليدية الصنع | وفورات التكلفة |
إطار (رف) | $2 (PLA البلاستيك) | $30 (المعدن المسبق/البلاستيك) | $28 |
المحركات + البطاريات + وحدة تحكم | $35 (بعيدا عن الرف) | $70 (وشملت) | $35 |
التكلفة الإجمالية | ~ 40 دولار | ~ 100 دولار | ~ 60 دولار |
تكلفة الإطار الاستبدال | $2 | $30 | $28 |
2. تصميم مخصص مرن لتلبية الاحتياجات المحددة
تأتي الطائرات بدون طيار التقليدية مع تصاميم ثابتة - لا يمكنك بسهولة تعديل الإطار لرحلات أطول, حجم أصغر, أو حالات الاستخدام الفريدة. 3D طباعة الطائرات بدون طيار اسمح للمستخدمين بتخصيص كل جزء من الطائرة بدون طيار لمطابقة احتياجاتهم, سواء كان ذلك إطارًا صغيرًا للرحلات الداخلية أو الإطار المعزز للحمولة الثقيلة.
مثال في العالم الحقيقي: بدون طيار نانولونج رانج لرحلات طويلة المدى
طور مجتمع عشاق الطائرات بدون طيار نانولوجية-طائرة بدون طيار صغيرة مُحسّنة للتجول بعيد المدى-باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد. أراد الفريق طائرة بدون طيار خفيفة الوزن (لتمديد عمر البطارية) والديناميكية الهوائية (للرحلات الطويلة المستقرة). لقد صمموا أناقة, إطار مضغوط باستخدام برنامج CAD وطباعته ثلاثية الأبعاد بالبلاستيك PLA. يزن الإطار المطبوع ثلاثي الأبعاد 15 جرام فقط (بالمقارنة مع 30 جرام للإطار المعدني التقليدي), تقليل وزن الطائرات بدون طيار 20%. هذا يتيح للطيران النانوي على 5 كيلومترات على شحنة بطارية واحدة-مجموعة من الطائرات الطائرات بدون طيار مماثلة الحجم. أضاف الفريق أيضًا أقواس صغيرة مطبوعة ثلاثية الأبعاد لتوصيل كاميرا خفيفة الوزن, السماح للمستخدمين بالتقاط لقطات جوية خلال الرحلات الطويلة.
خيارات التخصيص الشائعة مع طائرات بدون طيار ثلاثية الأبعاد
- تعديلات الحجم: اطبع إطارًا أصغر للاستخدام الداخلي أو الإطار الأكبر لحمل الحمولات الصافية (مثل الكاميرات أو المستشعرات).
- تعديلات الديناميكية الهوائية: قم بتعديل شكل الإطار لتقليل مقاومة الرياح وتمديد وقت الرحلة.
- حوامل الحمولة: أضف أقواس مطبوعة ثلاثية الأبعاد لتوصيل الكاميرات, وحدات GPS, أو حتى حزم التسليم الصغيرة.
- ترقيات المتانة: طباعة الإطارات مع الحواف المقواة (باستخدام PLA أكثر سمكا أو Petg البلاستيك) للاستخدام في الهواء الطلق أو الهبوط القاسي.
3. النماذج الأولية السريعة لتسريع تطوير المنتج
لمصممي الطائرات بدون طيار والشركات, غالبًا ما يكون الحصول على طائرة بدون طيار جديدة من المفهوم إلى الاختبار بطيئة ومكلفة مع التصنيع التقليدي. 3D طباعة الطائرات بدون طيار دع الفرق تحول التصميمات الرقمية إلى نماذج مادية في ساعات, ليس أسابيع - تسريع التطوير وخفض التكاليف.
مثال في العالم الحقيقي: Sulsa Drone النماذج الأولية
ال سولسا بدون طيار (تم تطوير مركبة جوية صغيرة بدون طيار للبحث) تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد لقطع وقت النماذج الأولية. قبل الطباعة ثلاثية الأبعاد, قضى الفريق 6 أسابيع إنشاء إطار واحد أولي باستخدام الآلات التقليدية - تكلفة الإطار \(500 لجعل. مع الطباعة ثلاثية الأبعاد, يمكنهم تصميم الإطار في برنامج CAD يوم الاثنين, طباعته يوم الثلاثاء (أخذ 8 ساعات), واختباره يوم الأربعاء. كل تكلفة النموذج الأولي المطبوع ثلاثي الأبعاد فقط \)10 (PLA البلاستيك). على مدار تطوير طائرة Sulsa بدون طيار, اختبر الفريق 12 تصميمات إطار مختلفة - طباعة 3D دعهم يقومون بذلك 2 أسابيع (بدلاً من 6 شهور) والتكلفة \(120 (بدلاً من \)6,000). ساعدهم هذا التكرار السريع في وضع اللمسات الأخيرة على التصميم الذي كان 30% أخف وزنا 15% أكثر ديناميكية من مفهومهم الأولي.
وقت النماذج الأولية ومقارنة التكلفة: 3د الطباعة مقابل. الآلات التقليدية
متري | 3د الطباعة (سولسا بدون طيار) | الآلات التقليدية | تحسين |
الوقت لكل نموذج أولي | 8 ساعات | 6 أسابيع (42 أيام) | ~ 98 ٪ أسرع |
تكلفة النموذج الأولي | $10 | $500 | ~ 98 ٪ أرخص |
الوقت ل 12 النماذج الأولية | 2 أسابيع | 6 شهور (180 أيام) | ~ 97 ٪ أسرع |
التكلفة الإجمالية ل 12 النماذج الأولية | $120 | $6,000 | ~ 98 ٪ أرخص |
4. التجميع المبسط مع "Snap Snap" خالية من الأدوات
غالبًا ما يتطلب تجميع طائرة بدون طيار التقليدية مسامير, مفصلات, والأدوات الخاصة-صنع التجميع يستغرق وقتًا طويلاً ومحبطًا للمبتدئين. 3D طباعة الطائرات بدون طيار استخدم تقنية "Snap Forping": 3تحتوي الأجزاء المطبوعة على علامات تبويب ومضمنة في قفلها معًا, لا توجد أدوات مطلوبة. هذا يجعل التجميع سريعًا وسهلاً, حتى بالنسبة للبنائين لأول مرة.
كيف يعمل التثبيت المفاجئ للطائرات بدون طيار ثلاثية الأبعاد
- إطار الطائرة بدون طيار, السلاح, وأجزاء الجسم مطبوعة ثلاثية الأبعاد مع صغيرة, علامات تبويب مرنة.
- تتم طباعة فتحات المقابلة على الأجزاء التي تحتاج إلى الاتصال (على سبيل المثال, الذراع إلى الإطار).
- لتجميع, يمكنك ببساطة دفع علامة التبويب إلى الفتحة - إنها تستقر في مكانها, إنشاء اتصال آمن.
- إذا كنت بحاجة إلى تفكيك الطائرة بدون طيار (للإصلاحات أو النقل), يمكنك سحب علامة التبويب برفق من الفتحة دون إتلاف الأجزاء.
وجد اختبار المبتدئين أن تجميع طائرة بدون طيار ثلاثية الأبعاد مع تثبيت Snap فقط 15 دقائق - مقامة ل 1 ساعة لطائرة بدون طيار تقليدية تتطلب مسامير ومسكلة البراغي. زائد, 90% قال المختبرين إنهم شعروا بثقة أكبر في تجميع الطائرة بدون طيار المطبوعة ثلاثية الأبعاد لأنهم لا داعي للقلق بشأن فقدان البراغي الصغيرة أو الأجزاء المفرطة.
5. بناء خفيف الوزن ودائم للاستخدام التجاري
في العالم التجاري, تحتاج الطائرات بدون طيار إلى أن تكون خفيفة الوزن (للطيران لفترة أطول) ودائم (للتعامل مع ظروف قاسية مثل الرياح أو المطر). 3D طباعة الطائرات بدون طيار استخدام المواد المركبة (مثل PLA المقوى أو البلاستيك المملوء بألياف الكربون) أن توازن الوزن الخفيف والقوة, جعلها مثالية للتطبيقات التجارية مثل النقل, مراقبة, والإنقاذ.
مثال في العالم الحقيقي: طائرة إنقاذ تجارية بدون طيار
يستخدم فريق البحث والإنقاذ في النرويج طائرات ثلاثية الأبعاد مطبوعة لتحديد موقع المتجولين المفقودين في المناطق الجبلية. تحتوي الطائرات بدون طيار للفريق على إطارات مطبوعة ثلاثية الأبعاد مصنوعة من مركب ألياف الكربون-هذه المادة 50% أخف من إطارات الألومنيوم التقليدية (تقليل استخدام البطارية) و 20% أقوى (تحمل السقوط من 10 متر). يمكن للطائرات بدون طيار ثلاثية الأبعاد تحمل كاميرا حرارية صغيرة (للكشف عن حرارة الجسم) ويطير ل 45 دقائق على شحنة واحدة-15 دقيقة أطول من الطائرات بدون طيار من الألومنيوم التقليدية. في مهمة واحدة, تقع الطائرة بدون طيار المطبوعة ثلاثية الأبعاد في المتجول المفقود في 20 دقائق, في حين أن طائرة بدون طيار التقليدية كانت بحاجة إلى العودة لتغيير البطارية في منتصف الطريق حتى, تأخير الإنقاذ 30 دقائق.
مقارنة المواد لإطارات الطائرات بدون طيار التجارية
مادة | وزن (لكل 10 سم إطار) | قوة (يمكن الصمود من السقوط من) | الأفضل ل |
الألومنيوم التقليدي | 25ز | 5 متر | حمولات الشاقة (كاميرات) |
3د طباعة PLA المطبوعة | 15ز | 3 متر | هواية/استخدام داخلي |
3D مركب ألياف الكربون المطبوعة | 12ز | 10 متر | الاستخدام التجاري (ينقذ, مراقبة) |
وجهة نظر Yigu Technology على الطائرات بدون طيار ثلاثية الأبعاد
في Yigu Technology, نعتقد 3D طباعة الطائرات بدون طيار تضع ديمقراطيا الوصول إلى تكنولوجيا الطائرات بدون طيار- للهواة والشركات على حد سواء. لقد قمنا بتطوير طابعات ثلاثية الأبعاد (مثل نموذج YG-200) مُحسّن لأجزاء الطائرات بدون طيار, مع سرعات الطباعة السريعة (قطع وقت طباعة الإطار بواسطة 30%) والتوافق مع مواد متينة (ألياف الكربون, Petg). لقد عقدنا أيضًا شراكة مع مجتمعات الطائرات بدون طيار لمشاركة ملفات STL المجانية للتصميمات الشائعة (مثل Nanolongrange), مما يجعل من السهل على المبتدئين البدء. للشركات, حلول الطباعة ثلاثية الأبعاد لدينا تقلل من تكاليف النماذج الأولية 80% ودع الفرق تتكرر بشكل أسرع. كما ينمو استخدام الطائرات بدون طيار, نرى الطباعة ثلاثية الأبعاد كمفتاح لإلغاء قفل حالات الاستخدام الجديدة - من الطائرات بدون طيار المخصصة إلى النماذج الصناعية المتخصصة - عن طريق جعل المرونة في التصميم ومتاحة للتكاليف في متناول الجميع.
التعليمات:
س 1: هل أحتاج إلى مهارات فنية متقدمة لبناء طائرة بدون طيار ثلاثية الأبعاد?
لا! معظم تصميمات الطائرات بدون طيار ثلاثية الأبعاد تأتي مع تعليمات بسيطة, ونظام التثبيت المفاجئ يجعل أدوات التجميع خالية من الأدوات. يمكن أن يبدأ المبتدئون بملفات STL مسبقًا (متاح مجانًا عبر الإنترنت) واستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد الأساسية. تحتاج فقط إلى معرفة كيفية تحميل الطابعة ثلاثية الأبعاد بالبلاستيك والضغط على "طباعة" - لا توجد مهارات تصميم CAD مطلوبة (على الرغم من أنه يمكنك تعلمها لاحقًا إذا كنت ترغب في التخصيص).
Q2: هي أجزاء طائرة بدون طيار ثلاثية الأبعاد قوية بما يكفي للاستخدام في الهواء الطلق?
نعم - إذا كنت تستخدم المادة الصحيحة. PLA رائع للاستخدام الداخلي, ولكن للرحلات في الهواء الطلق (رياح, مطر, أو السقوط المحتمل), يستخدم Petg (أقوى من PLA) أو ألياف الكربون-PLA مركب (خفيف الوزن ودائم للغاية). 3يمكن للأجزاء المطبوعة D المصنوعة من هذه المواد تحمل الظروف في الهواء الطلق بالإضافة إلى أجزاء الطائرات بدون طيار التقليدية, وهي أرخص في استبدالها إذا تالفة.
س 3: هل يمكنني طباعة جميع أجزاء الطائرات بدون طيار ثلاثية الأبعاد, أو هل أحتاج إلى شراء بعض المكونات?
يمكنك طباعة الأجزاء الهيكلية الرئيسية ثلاثية الأبعاد (إطار, السلاح, جسم, والأقواس الصغيرة), لكن لا تزال بحاجة إلى شراء المكونات الإلكترونية الجاهزة: المحركات, المراوح, بطارية, وحدة تحكم, و (إذا كنت تريد التقاط الصور) كاميرا. هذه المكونات بأسعار معقولة (\(30- )50 لمجموعة أساسية) ويسهل العثور عليه عبر الإنترنت. الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد فقط توفر العرف, إطار ميسور التكلفة لعقد كل شيء معًا.