SLS 3D печать дронов – как изготовить раму беспилотника весом 6 грамм

Растущая популярность дронов выражается, в том числе, во все более широком их применении. Современные беспилотники используются в самых разных отраслях – обороной промышленности, картографировании, сельском хозяйстве, при осуществлении спасательных работ.

Одной из задач, с которыми сталкиваются производители БПЛА, является снижение веса дронов при сохранении их функциональных характеристик. 3D-печать, а в особенности технология лазерного спекания пластикового порошка (SLS), является одним из наиболее эффективных решений этого вызова.      

Согласно зарубежным исследованиям, общемировой рынок 3D печати в области разработок и производства бпла к 2034 году вырастет до 3.92 миллиардов долларов, при этом совокупный годовой темп роста будет составлять 17,1%.

Технологии 3D печати дронов

На сегодняшний день для изготовления БПЛА используют, как правило, две технологии трехмерной печати – послойную экструзию пластиковой нити (FDM) и упомянутый выше SLS метод.

SLS печать зарекомендовала себя как более подходящий способ производства компонентов конечного назначения благодаря тому, что технология позволяет получать детали с изотропными свойствами. Отдельным преимуществом SLS 3D принтеров является то, что они способны воспроизводить более сложные геометрические формы из-за отсутствия необходимости в построении вспомогательных поддерживающих структур.

FDM печать рекомендуется для решения задач в области разработок и прототипирования беспилотников, когда необходимо в короткие сроки получить и протестировать одну деталь или небольшую партию. Это обусловлено более низкой стоимостью внедрения технологии – как FDM 3D принтеров, так и расходных материалов для них.

В качестве материала для производства компонентов БПЛА по технологии SLS используют полиамид (PA), а также стеклонаполненные,  угленаполненные и огнестойкие модификации этого пластика. Полиамиды, или как их еще называют нейлоны, обладают высокими механико-температурными свойствами, что делает их оптимальным выбором при изготовлении конечных деталей.

Для получения опытных образцов по технологии FDM применяют более простые с точки зрения эксплуатационных характеристик полимеры – ABS, PETG, ASA. Отдельной опцией является TPU пластик – эластичный материал, который задействуют для 3D печати гибких элементов. С TPU пластиком работают FDM и SLS принтеры.

Примеры применения SLS технологии в производстве беспилотников

SLS 3D печать используется для производства деталей дронов винтового (вертолетного) типа, а также для компонентов беспилотников с фиксированным крылом. В первом случае изготавливают такие узлы как несущую раму, посадочные шасси, держатель аккумулятора, защитное покрытие пропеллеров. Во втором – элементы фюзеляжа, топливный бак, крылья с сотовой внутренней структурой.

Один из примеров – 3D-печать  рамы микро-квадрокоптера. В результате топологической оптимизации рамы ее размеры составили 66х66х32.6 мм, а вес напечатанного изделия – всего 6 грамм. Рама печаталась цельной и без использования материала поддержек, в качестве пластикового порошка использовался угленаполненный полиамид 12.

Вес квадрокоптера в полной сборке составил 36 грамм, что обеспечило его бесшумную работу, маневренность и возможность использования в закрытых помещениях или на ограниченном пространстве.

В сравнении с чистым полиамидом, угленаполненной пластиковый порошок позволил значительно увеличить прочностные характеристики рамы. Так, предел прочности при растяжении был повышен на 91% (до 88 МПа), предел прочности на изгиб – на 165% (до 135 МПа). Таким образом, характеристики пластика обеспечивают высокую устойчивость к деформациям и механическим повреждениям.

Детали дронов, изготовленные по технологии SLS, успешно проходят испытания, симулирующие реальные условия эксплуатации:

• Механические испытания – компоненты выдерживают большие нагрузки без видимых деформаций или разрушения конструкции
• Испытания на цикл высоких и низких температур – детали демонстрируют устойчивость к экстремальным колебаниям температуры
• Тестирование на электромагнитную совместимость – беспилотники с 3D-печатными элементами поддерживают стабильную связь в условиях высоких помех, не теряют сигнал и не сталкиваются с трудностями в управлении
• Динамические летные испытания – в условиях скорости полета 8 м/сек и активного маневрирования, напечатанные детали справляются с продолжительными стрессовыми нагрузками и вибрациями, что подтверждает готовность БПЛА к выполнению сложных и ответственных миссий.

Реализуем Ваш проект

На базе нашего производства установлено современное оборудование для SLS 3D печати. Наши специалисты помогут решить задачи по штучному или мелкосерийному изготовлению деталей беспилотников.

Ваши преимущества сотрудничества с нами:

• Собственный парк оборудования - проведем демонстрацию SLS 3D принтера и всего технологического цикла
• Комплексное решение Ваших задач – 3D-моделирование, подбор материала печати, 3D-печать, финишная обработка изделий
• Гибкая система ценообразования – работаем без посредников, сотрудничаем напрямую с ведущими заводами-производителями оборудования и расходных материалов
• Авторизованный сервисный центр – наши инженеры регулярно проходят обучение у производителей и авторизованы на эксплуатацию и сервисное обслуживание поставляемой техники
• Надежный поставщик 3D-решений с 2007 года – на протяжении более 15 лет внедряем 3D технологии в сотрудничестве с ведущими предприятиями частного и государственного сектора нашей страны

По вопросам предоставления услуг SLS 3D-печати или поставки SLS 3D принтера обращайтесь к нашим специалистам:

• otdel3d@jetcom.ru
• +7 (495) 739-09-09