3Dプリントされたエクストリームドローン

この3DPrint.comの記事は、先日私に転送されました。これは、中国の南極研究チームが3D印刷されたドローンを持ち込み、惑星の底にある凍った荒れ地で探索していた風景に関するデータを収集するのに役立ったというものです。記事自体は素晴らしく、ドローン全体が1か月でどのように設計され、印刷に15日かかったかについて説明しています。

一方、遠征の主役の1人であるLiang Jianhong教授は、3DPrint.comに、炭素繊維部品用の金型のセットを作成するのに3か月かかり、3Dよりも炭素繊維で製造するのに20倍の費用がかかると語った。印刷なので、3D印刷が開発チームにもたらすコストと時間の節約に大きなメリットがあります。

そうは言っても、強度と軽量性の両方を必要とする機能部品を製造するために3Dプリンターを使用することには欠点があります。比較的言えば、プラスチックは強度がかなり低く、重量が高いです。確かに、炭素繊維やバルサにはほど遠いです。木材。

エルゴ、作業モデルを開発するとき、この中国のチームは、負荷に耐えるのに十分な強度のプラスチック構造を設計するためにその重量をかける必要があったため、ペイロード/パフォーマンス機能をいくらか犠牲にしなければならなかった可能性があります。カーボンの主な利点の1つは、従来のアルミニウムコンポーネントと同じ強度で大幅な軽量化が可能になることです。これは、ボーイングが構造の50％を高度な複合材料で構成した787を設計した理由の1つです（出典）。 。

中国のチームは、この車両を製造する素晴らしい仕事をしました。輸送のために折りたたむだけでなく、高速で飛行し（最高速度24mph）、カメラを持ち運び、華氏5〜4度の温度に耐えることができます。しかし、炭素/プラスチック複合材を使用することで、どのような追加機能やパフォーマンスが得られたのでしょうか。わからないかもしれませんが、興味深い思考実験です。

印刷部品の複合補強の前は、3Dプリンターで作成されたものはすべて、あらゆるレベルのミッションクリティカルな強度で信頼するのは危険です。ただし、その強化により、より構造的な、またはミッションクリティカルなアプリケーションへの扉が開かれます。

現在、多くの航空機と一部のドローンは、複雑なマルチパートアセンブリから製造されています。これらの設計を単純化し、それらを単一の部品にマージすることによって得られるコストと重量の節約は、莫大なものになります。無人機だけでなく、半構造部品に複合強化部品を使用する可能性を検討し始めることができるようになりました。

ただし、現時点では、高強度アプリケーションにとって重量が重要であるドローン業界やその他のセクターは、これらの軽量で超強力な部品から最大の利益を得ることができます。多くの車両設計のパフォーマンスを向上させるだけでなく、高価で複雑なジグやアセンブリ、または射出成形機を必要とせずに、新しい車両を小規模で生産することもできます。考えてみてください。純粋なプラスチックは重すぎて弱すぎてできないため、固定翼航空機の翼構造と桁を木、金属、またはプルトルードロッドで構築する必要があります。しかし、複合補強を使用すると、創造性を発揮する機会が確実に増えます。

したがって、次にドローンを過酷な環境や要求の厳しいユースケースに持ち込むことを検討しているときは、開発でプリンターを使用することで得られるメリットを検討し、可能な場合にどのような高性能オプションが利用できるかを考え始めてください。複雑で超強力な部品を数週間ではなく数時間で作成します。複合補強材を使用すると、印刷されたパーツを使用して、パーツを複雑で強力なものにすることができます。