Einführung
Wenn Sie sich entscheiden, eine Drohne von Grund auf neu
Grundlagen des 3D-Drucks Drohnenteile
5'' Mini Quad mit gedruckter Halterung für Hero 8 (Quelle: Rob Davie via All3DP)
Unmanned Aerial Vehicles (UAVs / UAVs / UAVs), auch bekannt als Drohnen, sind Fahrzeuge, die autonom agieren können. Mit anderen Worten, eine Drohne ist nicht unbedingt ein Flugzeug; sie können auch Autos, Boote und sogar Hovercrafts umfassen. Der Begriff wird jedoch verwendet, um ein Flugzeug zu beschreiben, das drei oder mehr Rotoren hat, um Auftrieb und Schub bereitzustellen. Sie werden auch allgemein als Multicopter, Tricopter, Quadcopter usw. bezeichnet.
UAVs sind im Allgemeinen mechanisch sehr einfach und bestehen aus einem Rahmen, Flugregler, el. Motoren, Propeller, Geschwindigkeitsregler und möglicherweise FPV-Ausrüstung.
Der 3D-Druck hat sich im Drohnen-Hobby längst bewährt. Diese Technologie ermöglicht es dem Anwender, viele verschiedene Teile einfach selbst herzustellen. Dies kann alles sein, von schützenden Stoßfängern und Action-Kamerahalterungen bis hin zu Zubehör, das dem Quad mehr Funktionalität verleiht.
In diesem Artikel sprechen wir darüber, was beim 3D-Druck von Drohnenteilen zu beachten ist, analysieren die relevantesten Teile für den Druck und sagen Ihnen, wo sie zu finden sind Modelle und Ressourcen. Wir werden das Material dann mit einigen Projekten abschließen, um Ihnen den Einstieg zu erleichtern. Aber zuerst wollen wir herausfinden, warum Sie überhaupt Teile in 3D drucken müssen. Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren!
Vorteile
Smartphone-Halter (Quelle: Digit Design and Prints via Facebook )
- Der Hauptvorteil von 3D-Druckteilen besteht darin, dass sie vollständig angepasst werden können. Darüber hinaus sind sie in der Regel kostengünstig (vorausgesetzt, Sie haben bereits einen DruckerFilament (3D-Druck-Filament)
- Druckteile können aus unterschiedlichen Materialien in unterschiedlichen Farben hergestellt werden. Dieser Ansatz ermöglicht die Verwendung eines Materials mit den besten mechanischen Eigenschaften für bestimmte Elemente. Ihre GoPro-Halterung kann beispielsweise blaues TPU und Ihre Propellerschutze aus Nylon sein. Kamerahalter werden am besten mit TPU (Thermoplastisches Polyurethan; TPU) bedruckt, da dieses Material Vibrationen vom Rahmen absorbiert und die GoPro fest an Ort und Stelle hält, während das strapazierfähige Nylon Stöße absorbieren und sowohl die Propeller als auch das Objekt / Hindernis selbst schützen kann. Andere haltbare Materialien wie verstärktes Nylon können sogar verwendet werden, um Segelflugzeuge, Markisen und Kamerakardanringe herzustellen.
- Ein weiteres Plus bei der Verwendung gedruckter Teile ist ihre relativ geringe Dichte. Mit Hilfe des 3D-Drucks lassen sich Parameter wie die Anzahl der Perimeter und der Anteil der Füllung anpassen, um das Gewicht deutlich zu reduzieren, wobei ersteres das Endergebnis mehr bestimmt.
Dieses Foto zeigt den Ablauf einer Überdachung für eine FPV-Drohne (Quelle: Rob Davie über All3DP)
- Die hergestellten Teile sind zwar vollständig anpassbar und leichtgewichtig, können aber schnell wiederholt werden. Bei der Gestaltung eines Baldachins kann beispielsweise die erste Version des Zuschnitts aus einem kostengünstigen Material wie PLA gedruckt werden und nach dem Anpassprozess können alle erforderlichen Änderungen problemlos in der nächsten Iteration vorgenommen werden. Sobald das Modell als fertig gilt, kann es mit teureren Materialien wie Kohlefaser, Nylon oder sogar PEEK-Kohlefaser bedruckt werden, wenn das Budget es zulässt.
- Wenn Sie außerdem einen Drucker und ein Filament haben, wird das Problem eines defekten Teils irrelevant, da Sie sofort mit der Erstellung eines neuen beginnen können. Auch wenn viele Händler einen schnellen Versand anbieten, ist es immer am besten, das Teil selbst zu drucken.
Überlegungen
Benötigen Sie all diese Komponenten? (Quelle: Rob Davie über All3DP)
Während der 3D-Druck eine ganz neue Welt der Möglichkeiten in Bezug auf zusätzliche Funktionen eröffnet, ist das Wichtigste, an das Sie sich erinnern sollten, das Gewicht Ihres Flugzeugs. Nicht alles, was gedruckt und installiert werden kann, ist ratsam! Es versteht sich, dass jedes Gramm einer Drohne die Flugzeit und die Flugeigenschaften beeinflusst, insbesondere bei Drehflüglern. Mit anderen Worten, bei einem UAV, dessen Hauptzweck der Langzeitflug ist, ist das Vorhandensein solcher Komponenten wie einer Halterung für die GoPro, eines Head-Tracking-Geräts und eines Rückstellmechanismus nicht erforderlich.
Sie werden vielleicht auch bemerken, dass große Unternehmen wie DJIähnliche Flugzeuge verkaufen,
Darüber hinaus schreiben die Vorschriften in vielen Ländern, einschließlich der Russischen Föderation, vor Modelle mit einem Gewicht von mehr als 250 Gramm zu registrieren. Dementsprechend ist die Nachfrage nach Quadrocoptern mit einem Gewicht unterhalb dieser Grenze deutlich höher.
Die besten Materialien
Beam Guards, GoPro Mount und Antennenhalterung sind alle aus TPU gedruckt (Quelle: Digit Design und Facebook Prints )
Das am häufigsten verwendete Material für den Bau von Coptern (besonders relevant für die Mini-Nische) ist TPU. Dies liegt daran, dass es sehr flexibel ist und sich beim Aufprall verformen kann, Energie absorbiert und wichtige Komponenten des UAV schützt. Aufgrund seiner Flexibilität kann es auch Vibrationen absorbieren, wodurch die Menge an sichtbaren Artefakten im aufgezeichneten Video reduziert wird. Glücklicherweise ist dies mit der Einführung der kamerainternen Stabilisierung weniger ein Problem geworden. Ein anderes geeignetes Material ist Nylon. Es ist steifer als TPU, hat aber dennoch eine gewisse Flexibilität.
Materialeignung
Die auf dem TPU gedruckten Hauptteile sind Stoßfänger, Kamerahalterungen, Antennenhalterungen und Propellerschutz. Nylon kann auch zum Schutz von Requisiten verwendet werden, ist jedoch weniger verbreitet, da es schwieriger zu bedrucken ist.
TPU und Nylon sind zwar vielseitig einsetzbar, jedoch nicht für alle Teile geeignet. Wo eine höhere Steifigkeit und Festigkeit erforderlich ist, beispielsweise in Flugzeugzellen, wird ein Material wie kohlenstofffaserverstärktes Nylon ( kohlenstofffaserverstärktes Nylon; abgekürzt CFRPA6
Eine Möglichkeit, die Unterseite des Bootsrahmens sowie die Motorbefestigungsschrauben zu schützen, besteht darin, 3D-gedruckte „ -Ständer oder Landeplätze
Verschiedene Teile
5-Zoll-Tandem-Racing-Quadcopter mit Turtle- oder Turtle-Modus (Quelle: Rob Davie via All3DP)
Flossen
Wenn Ihr Hobby Drohnenrennen ist, sollten Sie es mit einer Flosse versuchen. Diese Komponente ist besonders nützlich in Verbindung mit einem Regime, das als "Schildkröte oder Schildkröte" bekannt ist. Wenn die Drohne auf den Kopf gestellt wird, können sich dank der Flosse zwei Motoren ohne Kontakt mit der Oberfläche ungehindert drehen, wodurch Sie das Quad schnell drehen und das Rennen fortsetzen können. Meistens werden sie aus TPU und manchmal aus Nylon gedruckt.
Antennenhalterung
FPV-Senderantennenhalter gedruckt in TPU ( Quelle: rapnit via Thingiverse )
Beim Fliegen im FPV-Modus sind VTX-Antennen von entscheidender Bedeutung. Somit gibt es viele Möglichkeiten, solche Komponenten zu montieren. Wenn das Gerät für Langstreckenflüge gedacht ist, ist es keine gute Idee, den aktiven Teil der Antenne in die TPU einzuschließen, da dies das Videosignal negativ beeinflusst. Für sie ist TPU die bevorzugte Wahl, da es sehr elastisch ist und sich verformen kann, ohne lange zu brechen.
Sie können auch die Kopfverfolgung im FPV-Modus aktivieren, wenn die FPV-KameraFPV-Brille in zwei oder drei Dimensionen bewegen kann... Auf diese Weise folgt die Kamera den Bewegungen Ihres Kopfes und trägt zu einem besseren Eintauchen bei. Hierfür sollten unflexible Materialien wie PETG, ABS, ASA oder auch PC verwendet werden. Steifigkeit ist erforderlich, um Spiel in den Komponenten zu vermeiden.
Funktionskomponenten
2-Achsen-Gimbal (zur Stabilisierung der Kamera) wurde in PLA gedruckt (Quelle: Turbi über Thingiverse ).
Wenn FPV-Fliegen oder -Rennen nichts für Sie ist, können Sie jederzeit die Details ausdrucken, um die Funktionalität zu erweitern. Könnte es ein Kamerastabilisator für Luftaufnahmen oder Videoaufnahmen sein oder ein Mechanismus zum Aufnehmen und Ablegen von Objekten? Bei kardanisch aufgehängten Kardanringen müssen die beweglichen Teile auf einem nicht flexiblen Material gedruckt werden, um sicherzustellen, dass es kein Spiel gibt. Bei der Installation des Gimbals an einer Drohne muss sich zwischen dem Gimbal und dem Gimbal ein flexibles Stück befinden, um es gegen Vibrationen zu isolieren
Guard
Dieser Stick Guard wurde in Fusion 360 entwickelt (Quelle: Motorpixiegimbals via Thingiverse )
Eine weitere gute Option zum Drucken sind schließlich Schutzteile wie Steuerknüppel. Sie können flexibel oder unflexibel sein, je nach Wunsch.
Modellquellen
Suchergebnisse für "Drohnen" auf GrabCAD ( Quelle: GrabCAD )
- Thingiverse ist eine großartige kostenlose Ressource, um Halterungen für öffentliche Kameras zu finden (GoPro, Insta 360 usw.) und Frames (TBS Source One, ImpulseRC, Iflight usw.).
- GrabCAD ist eine weitere beliebte kostenlose Ressource, die tendenziell mehr technische Modelle anbietet, aber es gibt immer noch Quadcopter-ähnliche Modelle auf der Liste. Bitte beachte, dass du zum Hochladen von Modellen einen Account benötigst (was für Thingiverse bemerkenswert ist, dies ist nicht notwendig). Wenn Sie Modelle aus einem Repository (einschließlich der oben aufgeführten Websites) herunterladen, überprüfen Sie unbedingt die Lizenz, unter der sie sich befinden, um sicherzustellen, dass beim Verkauf keine Urheberrechtsverletzungen auftreten.
- Wenn Sie einen bestimmten Rahmen oder eine bestimmte Kamera besitzen, denken Sie daran, dass der Hersteller dieser Komponenten oft Konstruktionsdaten zum Herunterladen und Ausdrucken bereithält. In diesem Fall ist dieser Ansatz am nützlichsten, da die Wahrscheinlichkeit, dass das Teil mit Ihrem übereinstimmt, höher sein kann, als wenn Sie Daten von einer Drittanbieter-Website verwenden.
- Wenn Sie nirgendwo das finden, was Sie brauchen, können Sie Ihre eigenen Teile in CAD-Software konstruieren oder von jemand anderem für Sie konstruieren lassen.
Ressourcen
Diese Seite hat eine aktive Nutzerbasis und viele hilfreiche ( Quelle: DIYDrones )
Während viele einzelne Komponenten von den oben aufgeführten Sites heruntergeladen werden können, gibt es zusätzliche Ressourcen wie Foren. Die wichtigsten Foren für Drohnenhersteller sind DIYDrones und RCGroups. Eine vollständige Liste von druckbaren Segelflugzeugen auf RCgroups finden Sie in einem hilfreichen Thread oder ähnliche Listen finden Sie bei DIYDrones. Darüber hinaus gibt es einen Drohnen-Subreddit, der 3D-Druck-Themen diskutiert, und einen DIY-Drohnen-Subreddit.
Projekte für den Einstieg
Kanupi-Modell mit speziell geformter GoPro-Halterung ( Quelle: basdelfos via Thingivers ).
Die einzige wirkliche Grenze für das, was Sie drucken können, ist Ihre Fantasie! Bevor Sie fortfahren, müssen Sie die beabsichtigte Verwendung der Drohne und der Teile sowie die Auswirkungen von zusätzlichem Gewicht berücksichtigen.
Wir machen Sie auf die folgenden Ideen von Thingiverse aufmerksam, die den Druck betreffen, sei es ein ganzer Copter oder nur seine Einzelteile:
- Quadrocopter: vollständig 3D-druckbare Familienrahmen (dutzende Versionen und Variationen)
- Stickschutz: schützt Steuerknüppel beim Transport
- Canopy für FPV-Drohne: Beispiel für Canopy, mit geformter GoPro-Halterung (Bild oben)
Das war's. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Wir hoffen, dass das präsentierte Material für Sie nützlich war. Bleib bei uns!
Videos
Ein illustrativer Prozess zum Drucken von Balken für eine FPV-Drohne aus kohlenstofffaserverstärktem Nylon (CFRPA6).
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