Inleiding
Als je besluit om een drone helemaal opnieuw te maken
Basisprincipes van 3D-printen van drone-onderdelen
5 '' Mini Quad met bedrukte houder voor Hero 8 (Bron: Rob Davie via All3DP)
Onbemande luchtvaartuigen (UAV's / UAV's / UAV's), ook bekend als drones, zijn voertuigen die autonoom kunnen opereren. Met andere woorden, een drone is niet per se een vliegtuig; ze kunnen ook auto's, boten en zelfs hovercrafts bevatten. De term wordt echter gebruikt om een vliegtuig te beschrijven dat drie of meer rotors heeft om voor lift en stuwkracht te zorgen. Ze worden ook vaak multicopters, tricopters, quadcopters, enzovoort genoemd.
In het algemeen zijn UAV's mechanisch zeer eenvoudig en bestaan ze uit een frame, vluchtcontroller, enz. motoren, propellers, snelheidsregelaars en mogelijk FPV-apparatuur.
3D-printen heeft zich al lang bewezen in de dronehobby. Met deze technologie kan de gebruiker eenvoudig veel verschillende onderdelen zelf vervaardigen. Dit kan van alles zijn, van beschermende bumpers en actiecamerabevestigingen tot accessoires die functionaliteit toevoegen aan de quad.
In dit artikel bespreken we waar u op moet letten bij het 3D-printen van drone-onderdelen, analyseren we de meest relevante onderdelen voor het printen en vertellen we u ook waar u deze kunt vinden. modellen en bronnen. We zullen het materiaal dan afronden met een paar projecten om u op weg te helpen. Maar laten we eerst eens kijken waarom u onderdelen überhaupt in 3D moet printen. Lees verder om meer te weten te komen!
Voordelen
Smartphonehouder (Bron: Digit Design en Prints via Facebook )
- Het belangrijkste voordeel van 3D-printen van onderdelen is dat ze volledig kunnen worden aangepast. Bovendien zijn ze meestal goedkoop (ervan uitgaande dat je al een printerfilament (3D-printfilament)
- Bedrukte onderdelen kunnen van verschillende materialen in verschillende kleuren worden gemaakt. Deze benadering maakt het gebruik van een materiaal met de beste mechanische eigenschappen voor specifieke elementen mogelijk. Je GoPro-bevestiging kan bijvoorbeeld van blauw TPU zijn en je propellerbeschermers van nylon. Camerahouders kunnen het beste worden bedrukt met TPU (Thermoplastisch Polyurethaan; TPU), omdat dit materiaal trillingen van het frame absorbeert en de GoPro stevig op zijn plaats houdt, terwijl het duurzame nylon schokken kan absorberen en zowel de propellers als het object / obstakel zelf kan beschermen. Andere duurzame materialen zoals versterkt nylon kunnen zelfs worden gebruikt om zweefvliegtuigen, luifels en camera-gimbals te maken.
- Een ander pluspunt bij het gebruik van bedrukte onderdelen is hun relatief lage dichtheid. Met behulp van 3D-printen kunnen parameters zoals het aantal perimeters en het percentage infill worden aangepast om het gewicht aanzienlijk te verminderen, waarbij de eerste meer bepalend is voor het eindresultaat.
Deze foto toont de volgorde van het maken van een luifel voor een FPV-drone (Bron: Rob Davie via All3DP)
- Hoewel de te vervaardigen onderdelen volledig aanpasbaar en licht van gewicht zijn, kunnen ze snel worden herhaald. Bij het ontwerpen van een overkapping kan bijvoorbeeld het eerste ontwerp worden geprint van een goedkoop materiaal zoals PLA, en na een montageproces kunnen eventuele vereiste wijzigingen eenvoudig worden aangebracht in de volgende iteratie. Zodra het model als voltooid wordt beschouwd, kan het worden bedrukt met duurder materiaal zoals koolstofvezel, nylon of zelfs PEEK-koolstofvezel als het budget dit toelaat.
- Als u bovendien een printer en filament heeft, wordt het probleem van een kapot onderdeel niet meer relevant, aangezien u meteen een nieuwe kunt maken. Hoewel veel retailers snelle verzending aanbieden, is het altijd het beste om het onderdeel zelf af te drukken.
Overwegingen
Heeft u al deze componenten nodig? (Bron: Rob Davie via All3DP)
Hoewel 3D-printen een hele nieuwe wereld van mogelijkheden opent in termen van extra functies, is het belangrijkste om te onthouden het gewicht van je vliegtuig. Niet alles wat geprint en geïnstalleerd kan worden is aan te raden! Het moet duidelijk zijn dat elke gram van een drone de vliegtijd en vliegeigenschappen beïnvloedt, vooral voor vliegtuigen met draaivleugels. Met andere woorden, op een UAV, waarvan het hoofddoel een lange-termijnvlucht is, is de aanwezigheid van componenten als een houder voor een GoPro, een head-tracking-apparaat en een resetmechanisme niet nodig.
Het is u wellicht ook opgevallen dat grote bedrijven zoals DJIsoortgelijke vliegtuigen verkopen
Bovendien vereisen de regels in veel landen, waaronder de Russische Federatie, modellen die meer dan 250 gram wegen. Dienovereenkomstig is de vraag naar quadrocopters met een gewicht onder deze grens veel groter.
De beste materialen
Beam guards, GoPro mount en antenne mount zijn allemaal geprint van TPU (Bron: Digit Design en Facebook Prints )
Het meest gebruikte materiaal voor de constructie van copters (vooral relevant voor de mini-niche) is TPU. Dit komt omdat het zeer flexibel is en kan vervormen bij een botsing, energie absorbeert en belangrijke onderdelen van de UAV beschermt. Vanwege zijn flexibiliteit kan het ook trillingen absorberen, waardoor de hoeveelheid zichtbare artefacten in de opgenomen video wordt verminderd. Gelukkig is dit minder een probleem geworden met de introductie van in-camera stabilisatie. Een ander geschikt materiaal is nylon. Het is stijver dan TPU, maar heeft nog steeds enige flexibiliteit.
Materiaalgeschiktheid
De belangrijkste onderdelen die op de TPU zijn afgedrukt, zijn bumpers, camerabevestigingen, antennebevestigingen en propellerbeschermers. Nylon kan ook worden gebruikt om props te beschermen, maar komt minder vaak voor omdat het moeilijker te printen is.
Hoewel TPU en nylon veelzijdig in gebruik zijn, zijn ze niet voor alle onderdelen geschikt. Waar grotere stijfheid en sterkte vereist is, zoals in casco's, wordt een materiaal zoals koolstofvezelversterkt nylon ( koolstofvezelversterkt nylon; afgekort CFRPA6
Een manier om de onderkant van het frame van de boot en de bevestigingsbouten van de motor te beschermen, is door 3D-geprinte “ stands of landingsplaten
Diverse onderdelen
5-inch tandem race quadcopter met schildpad- of schildpadmodus (Bron: Rob Davie via All3DP)
Vinnen
Als je hobby het racen met drones is, moet je proberen een vin te gebruiken. Deze component is vooral nuttig in combinatie met een regime dat bekend staat als "schildpad of schildpad". Wanneer de drone ondersteboven wordt gekanteld, kunnen dankzij de vin twee motoren zonder contact met het oppervlak ongehinderd ronddraaien, waardoor je de quad snel kunt draaien en de race kunt voortzetten. Meestal zijn ze bedrukt van TPU en soms van nylon.
Antennebevestiging
FPV-zenderantennehouder gedrukt in TPU ( Bron: rapnit via Thingiverse )
Bij het vliegen in FPV-modus zijn VTX-antennes van vitaal belang. Er zijn dus veel opties voor het monteren van dergelijke componenten. Als het apparaat bedoeld is voor langeafstandsvluchten, is het geen goed idee om het actieve deel van de antenne in de TPU te plaatsen, omdat dit het videosignaal negatief beïnvloedt. Voor hen heeft TPU de voorkeur omdat het zeer elastisch is en langdurig kan vervormen zonder te breken.
U kunt het volgen van het hoofd ook inschakelen in de FPV-modus wanneer FPV-cameraFPV-bril... Op deze manier volgt de camera de bewegingen van je hoofd, wat bijdraagt aan een grotere onderdompeling. Hiervoor moeten inflexibele materialen zoals PETG, ABS, ASA of zelfs pc worden gebruikt. Stijfheid is nodig om speling in de componenten te elimineren.
Functionele componenten
2-assige gimbal (om de camera te stabiliseren) is geprint in PLA (Bron: turbi via Thingiverse ).
Als FPV vliegen of racen niets voor jou is, kun je altijd de details afdrukken om de functionaliteit uit te breiden. Zou het een camerastabilisator kunnen zijn voor luchtfotografie of videofilmen, of een mechanisme voor het vastleggen en neerzetten van objecten? Voor gimbal-gimbals moeten bewegende delen op een niet-flexibel materiaal worden geprint om ervoor te zorgen dat er geen speling is. Bij het installeren van de gimbal op een drone, moet er een flexibel stuk zijn tussen de gimbal en de gimbal om deze te isoleren van trillingen
Guard
Deze stick guard is ontwikkeld in Fusion 360 (Bron: Motorpixiegimbals via Thingiverse )
Tot slot is een andere goede optie voor het printen beschermingsonderdelen zoals stuurknuppels. Ze kunnen flexibel of inflexibel zijn, afhankelijk van uw voorkeur.
Modelbronnen
Zoekresultaten voor "Drones" op GrabCAD ( Bron: GrabCAD )
- Thingiverse is een geweldige gratis bron voor het vinden van houders voor openbare camera's (GoPro, Insta 360, enz.) en frames (TBS Source One, ImpulseRC, Iflight, enz.).
- GrabCAD is een andere populaire gratis bron die de neiging heeft om meer technische modellen aan te bieden, maar er zijn nog steeds quadcopter-gerelateerde modellen op de lijst. Houd er rekening mee dat je een account nodig hebt om modellen te uploaden (wat opmerkelijk is voor Thingiverse, dit is niet nodig). Als u modellen downloadt van repositories (inclusief de hierboven genoemde websites), controleer dan de licentie waaronder ze zich bevinden om er zeker van te zijn dat er geen auteursrechtschending plaatsvindt wanneer ze worden verkocht.
- Als je toevallig een specifieke fotolijst of camera hebt, onthoud dan dat de fabrikant van die onderdelen vaak ontwerpgegevens beschikbaar heeft om te downloaden en af te drukken. In dit geval is deze aanpak het nuttigst, omdat de kans dat het onderdeel overeenkomt met dat van u groter is dan wanneer u gegevens van een website van derden gebruikt.
- Als je nergens kunt vinden wat je nodig hebt, kun je je eigen onderdelen ontwerpen in CAD-software of iemand anders ze voor je laten ontwerpen.
Bronnen
Deze site heeft een actieve gebruikersbasis en veel nuttige ( Bron: DIYDrones )
Hoewel veel afzonderlijke componenten kunnen worden gedownload van de hierboven genoemde sites, zijn er aanvullende bronnen zoals forums. De belangrijkste forums voor dronemakers zijn DIYDrones en RCGroups. Een volledige lijst van afdrukbare zweefvliegtuigen op RCgroups is te vinden in een nuttige thread, of vergelijkbare lijsten zijn te vinden op DIYDrones. Daarnaast is er een drone-subreddit die 3D-printonderwerpen bespreekt, en een doe-het-zelf drone-subreddit.
Projecten om u op weg te helpen
Kanupi-model met op maat gegoten GoPro-houder ( Bron: basdelfos via Thingiverse ).
De enige echte beperking van wat u kunt afdrukken, is uw verbeeldingskracht! Alvorens verder te gaan, moet rekening worden gehouden met het beoogde gebruik van zowel de drone als de onderdelen, evenals het effect van eventueel extra gewicht.
We brengen de volgende ideeën van Thingiverse onder uw aandacht die van invloed zijn op het afdrukken, of het nu een hele copter is of alleen de afzonderlijke onderdelen:
- Quadrocopter: familieframes die volledig 3D-geprint kunnen worden (tientallen versies en variaties)
- Stickbescherming: beschermt sticks van controleapparatuur tijdens transport
- Luifel voor FPV-drone: voorbeeld van een overkapping, met gegoten GoPro-bevestiging (hierboven afgebeeld)
Dat is het. Bedankt voor de aandacht. We hopen dat het gepresenteerde materiaal nuttig voor u was. Blijf bij ons!
Video's
Een illustratief proces voor het afdrukken van balken voor een FPV-drone gemaakt van met koolstofvezel versterkt nylon (CFRPA6).
.
