Mark Xユニボディ3Dプリントドローン：設計、製造、飛行性能
最近の動向を追っていれば、Mark Xの新たな傑作パーツ、ユニボディ3Dプリントドローンをご存知でしょう。Mark Xコンポーネントのスケール、強度、表面仕上げを示すショーケースとして構想され、実践ではあらゆる期待を上回りました。本記事では設計プロセス、プリント戦略、飛行性能を解説します。
ドローン要件
ゼロからパーツを作る際、明確な要件定義は不可欠です。このドローンでは4つの主要基準を設定：
- ユニボディ構造 - 単一統合シェルでMark Xのサイズを示し、複数ピース組立が生む弱点を排除
- IRIS+ハードウェア搭載 - 実績あるIRIS+ドローンキット（モーター、制御エレクトロニクス、配線）を採用。内部キャビティは全コンポーネントを収容し重心をずらさず、迅速なイテレーションのため着脱可能
- Onyxでサポートなしプリント - 設計全体で220 cc超のOnyxを使用。3日以内のビルドタイム確保のためカーボンファイバー使用を最小化し、Onyxの70°以上オーバーハング非サポート造形能力を活かしてサポート構造を回避
- Mark Xビルドプレートに収まること - 250 mmプレート寸法を尊重しつつ空力バランスを維持するため、プロペラ配置に創意工夫が必要
設計とイテレーション
明確なロードマップがあっても、概念をプリント可能な現実に変える過程で驚きがありました。4枚の245 mmプロペラを配置するトップダウンスケッチから開始。250 mmビルドプレートではモーターマウントにわずか5 mmしかなく、フロントとリアのプロペラがスケッチ上で衝突。リアペアを高い平面に配置することで衝突を回避し、全ローターをクリアに保ちました。
次に、各IRIS+コンポーネントをOnshapeでモデリングし、それらのファイルでメインボディの内部チャンバーを切り出しました。カスタムマウントでエレクトロニクスをセンタリングし、ケーブルを中空アームに沿ってルーティング。Onyxが70°以上の角度で非サポート造形可能なため、サポートフリーを維持するため大幅な再設計を回避。Eigerにアップロード後、予想プリント時間は約2日で、3日目標を十分下回りました。
初飛行は成功しましたが、完璧なフィットではありませんでした。イテレーションを継続し、重量配分、モーターマウント、空力表面を改良した4つの異なるプロトタイプを制作。Mark Xの高速プロトタイピングにより、220 ccパーツの再プリントは数日で完了し、反復改良が容易でした。
飛行性能
全イテレーションで、ドローンはオリジナルIRIS+プラットフォームと同等の性能を発揮。バランスと推力の微細な変動はフライトコントローラーで容易に補正可能。全体として、3Dプリント設計は同等の安定性、機動性、持久力を提供します。
注：設計はまだ改良中で、.stlファイルは未公開です。最終イテレーション完了後に共有予定。Facebook、Twitter、Instagram、LinkedInでフォローし更新をお待ちください。
3Dプリント
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