Компания из ОАЭ для 3D-печати дронов со смолами

FDM — популярный выбор, когда дело доходит до ютуберов и любителей 3D-печати дронов, но технология экструзии имеет свои ограничения. Один инженер из Объединенных Арабских Эмиратов обратился к фотополимерным смолам (и другим технологиям), чтобы преодолеть ограничения, обнаруженные в процессе FDM.

Nomad Prototypes была основана аэрокосмическим инженером и экспертом по аддитивному производству Филиппом Кином для разработки дронов с использованием аддитивного производства и оптимизации топологии. Их план заключается в создании крупнейшего в мире дрона с 3D-печатью с использованием различных методов аддитивного производства.

“Экструзия нити хороша для небольших мультироторов и небольших самолетов с неподвижным крылом для хобби, но на самом деле возникает проблема при увеличении размеров дронов с неподвижным крылом профессионального уровня”, — сказал Кин.

“В результате FDM получается анизотропный отпечаток, а из-за сложных динамических сил, действующих на самолеты с неподвижным крылом, обычная экструзия просто не снижает их прочность и вес. Весь смысл дронов для 3D-печати в минимизации веса, но когда появляется тенденция добавлять больше слоев к стенкам конструкции, чтобы компенсировать анизотропию, вы быстро достигаете точки, когда вам лучше использовать просто стекловолокно или углеродное волокно. ”

Традиционные методы, такие как использование стекловолокна, хотя и позволяют производить прочные и легкие дроны, являются трудоемкими и дорогостоящими из-за огромного количества ручного труда. В связи с практическим характером производства композитных материалов могут возникнуть проблемы с качеством из-за различий в процессе. Используя 3D-печать, Nomad Prototypes стремится снизить трудозатраты при сохранении качества, прочности и снижении веса.

За последнее десятилетие основатель компании исследовал ряд методов печати дронов, включая FDM, SLA, SLS, MJF и FGF.

Первое поколение дронов из прототипов Nomad — это мультироторы, изготовленные из смолы Liqcreate StrongX, которая является одной из самых прочных доступных фотополимерных смол. Liqcreate — это смола двойного отверждения, то есть ее сначала отверждают УФ-излучением, а затем подвергают окончательной термической обработке для дальнейшего повышения прочности.

Для улучшения качества печатаемой детали ее подвергают пескоструйной обработке и наносят керамическое покрытие для повышения долговечности и устойчивости к ультрафиолетовому излучению.

“С помощью смолы Liqcreate и программного обеспечения nTop мы смогли создавать стенки толщиной всего 500 микрон”, — сказал Кин.

“Без решеток, удерживающих оболочку вместе, тонкие стенки обычно просто разрушались бы в процессе печати смолой. Но решетка служит каркасом во время печати, что означает, что мы можем печатать элементы оболочки намного тоньше, чем даже Liqcreate считала возможным ”.

Сочетание легкой конструкции, аккумулятора емкостью 7000 мАч и двигателей/ опор эффективного размера позволяет дрону 1-го поколения оставаться в воздухе 37 минут (без полезной нагрузки) и 22 минуты с полезной нагрузкой 500 граммов.

Второе поколение будет представлять собой небольшой модульный мультиротор, который может преобразовываться в конфигурацию с фиксированным крылом / СВВП, а также будет печататься с использованием прочной и гибкой смолы и будет использовать оптимизацию топологии секций крыла, создавая чрезвычайно тонкую и прочную обшивку крыла – достижение, недостижимое с FDM.

Беспилотник третьего поколения будет иметь крыло длиной 3,2 метра и будет напечатан на 3D-принтере из высокопрочных гранул.

“Некоторые из этих новых гранул содержат невероятно высокое содержание углеродного волокна, достигающее 50% углеродного волокна. Это было бы невозможно напечатать в формате нити накала, поскольку нить настолько жесткая, что порвалась бы, как только попала бы в экструдер ”, — сказал Кин.

“На этих гранулах можно печатать детали, прочность которых более чем в 3 раза превышает прочность обычных нитей FDM, поэтому проблемы, вызванные анизотропией, уменьшаются. Мы можем эффективно печатать более тонкие детали и при этом сохранять высокую степень прочности конструкции, что делает гранулы пригодными для беспилотных летательных аппаратов с неподвижным крылом. ”

Что касается дронов на смолах, разработка будет продолжена, чтобы сгладить складки в дизайне, пока геометрия не будет готова к масштабированию для версии, напечатанной на гранулах.

“Высококачественные смолы доступны, и их можно напечатать на аппарате стоимостью 3000 долларов, в отличие от порошков SLS, для печати на которых требуются гораздо более дорогие машины”, — сказал Кин.

“Печать дронов меньшего масштаба с использованием смол позволяет нам усовершенствовать дизайн с точки зрения DFM и DFA, прежде чем переходить к другому процессу”.

У компании также есть собственный алгоритм определения размера, который использует MATLAB для создания правильной геометрии для самолетов с неподвижным крылом. Они планируют использовать беспилотник с неподвижным крылом из смолы второго поколения для проверки алгоритма, прежде чем увеличить его до версии с размахом крыльев 3,2 метра.

“Мультироторы очень просты в проектировании и не требуют слишком много размышлений”, — сказал Кин.

“Но проектирование самолетов с неподвижным крылом с нуля значительно сложнее, особенно при использовании новых материалов и оптимизации топологии. Вот почему мы применяем тщательный и повторяющийся подход к нашим дронам, при этом каждый последующий дрон опирается на уроки предыдущего поколения. ”

Прототипы Nomad представят свой проект на конкурсе «Сделай это в Эмирейтс» в Энергетическом центре Абу-Даби в понедельник, 27 мая.

3d печать и 3d сканирование в Краснодаре по всем вопросам писать сюда- Telegram: https://t.me/fidller

наш магазин https://fidller.com/category/uslugi-3d-pechati-fdm-fff-sla-3d-skanirovanie/

наши работы можно увидеть тут вконтакте: https://vk.com/3d_krd_123

блог в телеграм — https://t.me/+i_ceC6MQZ6Y5MjEy

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

The following two tabs change content below.

Александр

Занимаюсь проектированием/ 3d печатью больше 10 лет. Со-переводчик книги "Доступная 3д печать для науки, образования и устойчивого развития". По всем вопросам писать в телеграм - https://t.me/fidller