3D gedruckte Extremdrohnen

Dieser Artikel von 3DPrint.com wurde mir neulich zugeleitet. Es geht um ein chinesisches Antarktis-Forschungsteam, das eine 3D-gedruckte Drohne mitgebracht hat, um Daten über die Landschaften zu sammeln, die sie im gefrorenen Ödland am Boden unseres Planeten erforscht haben. Der Artikel selbst ist großartig und spricht darüber, wie die gesamte Drohne in einem Monat entworfen wurde und 15 Tage zum Drucken gebraucht hat.

Unterdessen sagte Professor Liang Jianhong, eine der führenden Persönlichkeiten der Expedition, 3DPrint.com, dass es drei Monate dauern würde, nur einen Satz Formen für Kohlefaserteile herzustellen, und dass ihre Herstellung in Kohlefaser zwanzigmal teurer wäre als in 3D Drucken, was die enormen Vorteile in Bezug auf Kosten- und Zeiteinsparungen zeigt, die der 3D-Druck Entwicklungsteams bieten kann.

Allerdings hat die Verwendung eines 3D-Druckers für die Herstellung eines funktionellen Teils, das sowohl Festigkeit als auch Leichtigkeit erfordert, einen Nachteil:Kunststoff hat relativ wenig Festigkeit und ein hohes Gewicht – sicherlich nicht annähernd Kohlefaser oder gar Balsa Holz.

Ergo ist es gut möglich, dass dieses chinesische Team bei der Entwicklung eines funktionierenden Modells auf Nutzlast/Leistungsfähigkeit verzichten musste, weil es dieses Gewicht in die Konstruktion einer Kunststoffstruktur stecken musste, die stark genug war, um den auf sie einwirkenden Belastungen standzuhalten. Einer der Hauptvorteile von Carbon besteht darin, dass Sie bei gleicher Festigkeit wie eine herkömmliche Aluminiumkomponente enorme Gewichtseinsparungen erzielen können – einer der Gründe dafür, dass Boeing die 787 mit 50 % der Struktur aus fortschrittlichen Verbundwerkstoffen konstruiert hat (Quelle) .

Das chinesische Team hat bei der Herstellung dieses Fahrzeugs erstaunliche Arbeit geleistet – etwas, das sich nicht nur für den Transport zusammenklappen lässt, schnell fliegt (24mph Höchstgeschwindigkeit), sondern auch eine Kamera tragen kann und Temperaturen zwischen 5 und -4 Grad Fahrenheit standhält. Ich frage mich jedoch, welche zusätzlichen Fähigkeiten oder Leistungen sie durch die Verwendung eines Kohlenstoff-Kunststoff-Verbundwerkstoffs hätten erzielen können. Wir werden es vielleicht nie erfahren, aber es ist ein interessantes Gedankenexperiment.

Vor der Verbundverstärkung für gedruckte Teile ist es einfach gefährlich, allem, was auf einem 3D-Drucker hergestellt wird, mit jeder geschäftskritischen Stärke zu vertrauen. Mit dieser Verstärkung werden jedoch die Türen für strukturellere oder geschäftskritischere Anwendungen geöffnet.

Derzeit werden viele Flugzeuge und einige Drohnen aus komplexen, mehrteiligen Baugruppen gefertigt. Die Kosten- und Gewichtseinsparungen, die durch die Vereinfachung dieser Konstruktionen und deren Zusammenführung zu einzelnen Teilen erzielt werden können, wären enorm. Wir sind an einem Punkt angelangt, an dem wir darüber nachdenken können, verbundverstärkte Teile an semistrukturellen Bauteilen einzusetzen – und nicht nur an unbemannten Fahrzeugen.

Derzeit profitieren jedoch die Drohnenindustrie und andere Sektoren, in denen das Gewicht für hochfeste Anwendungen entscheidend ist, am meisten von diesen leichten, superstarken Teilen. Wir können nicht nur die Leistungsfähigkeit vieler Fahrzeugkonzepte verbessern, sondern auch neue Fahrzeuge können in kleinen Stückzahlen ohne teure oder komplizierte Vorrichtungen und Baugruppen – oder Spritzgussmaschinen – hergestellt werden. Denken Sie darüber nach – Sie müssen die Tragflächenstruktur und die Holme für ein Starrflügler aus Holz, Metall oder gezogenem Stab bauen, weil reines Plastik zu schwer und zu schwach ist, um es zu tun. Aber mit Verbundverstärkung gibt es definitiv mehr Möglichkeiten, kreativ zu sein.

Wenn Sie also das nächste Mal erwägen, eine Drohne in eine raue Umgebung oder einen anspruchsvollen Anwendungsfall zu bringen, sollten Sie die Vorteile berücksichtigen, die sich aus der Verwendung eines Druckers in Ihrer Entwicklung ergeben könnten, und überlegen Sie, welche Hochleistungsoptionen verfügbar sind, wenn Sie können Erstellen Sie komplexe, superstarke Teile in Stunden statt in Wochen. Mit Verbundverstärkung können gedruckte Teile verwendet werden, um Ihr Teil sowohl komplex als auch stark zu machen.