Wstęp
Jeśli zdecydujesz się na wykonanie drona od podstaw
Podstawy drukowania 3D części drona
Mini quad 5'' z wydrukowanym uchwytem dla Hero 8 (źródło: Rob Davie via All3DP)
Bezzałogowe statki powietrzne (UAV / UAV / UAV), znane również jako drony, to pojazdy, które mogą działać autonomicznie. Innymi słowy, dron niekoniecznie jest samolotem; mogą również obejmować samochody, łodzie, a nawet poduszkowce. Termin ten jest jednak używany do opisania samolotu, który ma trzy lub więcej wirników zapewniających siłę nośną i ciąg. Są one również powszechnie określane jako multikoptery, trikoptery, quadkoptery i tak dalej.
Ogólnie rzecz biorąc, UAV są mechanicznie bardzo proste i składają się z ramy, kontrolera lotu, el. silniki, śmigła, regulatory prędkości i ewentualnie sprzęt FPV.
Druk 3D od dawna sprawdza się w hobby dronów. Technologia ta pozwala użytkownikowi na łatwe samodzielne wytwarzanie wielu różnych części. Może to być wszystko, od ochronnych zderzaków i uchwytów do kamer sportowych po akcesoria zwiększające funkcjonalność quada.
W tym artykule porozmawiamy o tym, co należy wziąć pod uwagę podczas drukowania części dronów 3D, przeanalizujemy najbardziej odpowiednie części do drukowania, a także powiemy, gdzie znaleźć modele i zasoby. Następnie zakończymy materiał kilkoma projektami, które pomogą Ci zacząć. Ale najpierw zastanówmy się, dlaczego w ogóle musisz drukować części w 3D. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej!
Korzyści
Posiadacz smartfona (Źródło: Digit Design and Prints via Facebook )
- Główną zaletą części do druku 3D jest to, że można je całkowicie dostosować. Ponadto są one niedrogie (zakładając, że masz już drukarkęfilament (filament do druku 3D)
- Części drukowane mogą być wykonane z różnych materiałów w różnych kolorach. Takie podejście pozwala na zastosowanie materiału o najlepszych właściwościach mechanicznych dla określonych elementów. Na przykład uchwyt GoPro może być wykonany z niebieskiego TPU, a osłona śmigła z nylonu. Uchwyty aparatu najlepiej drukować z TPU (termoplastyczny poliuretan; TPU), ponieważ materiał ten pochłania wibracje z ramy i mocno trzyma GoPro na miejscu, podczas gdy wytrzymały nylon może pochłaniać wstrząsy i chronić zarówno śmigła, jak i sam obiekt / przeszkodę. Inne wytrzymałe materiały, takie jak wzmocniony nylon, mogą być nawet używane do tworzenia szybowców, markiz i gimbali do kamer.
- Kolejnym plusem przy stosowaniu części drukowanych jest ich stosunkowo niska gęstość. Za pomocą druku 3D parametry takie jak liczba obwodów i procent wypełnienia można dostosować w celu znacznego zmniejszenia masy, a te pierwsze w dużej mierze decydują o efekcie końcowym.
To zdjęcie pokazuje sekwencję wykonania czaszy dla drona FPV (Źródło: Rob Davie via All3DP)
- Chociaż produkowane części są w pełni konfigurowalne i lekkie, można je szybko powtarzać. Na przykład, podczas projektowania czaszy, pierwszy szkic można wydrukować z niedrogiego materiału, takiego jak PLA, a po dopasowaniu, wszelkie wymagane zmiany można łatwo wprowadzić w następnej iteracji. Gotowy model można wydrukować z droższego materiału, takiego jak włókno węglowe, nylon, a nawet, jeśli pozwala na to budżet, włókno węglowe PEEK.
- Dodatkowo, jeśli masz drukarkę i filament, problem złamanej części staje się nieistotny, ponieważ możesz od razu zacząć tworzyć nową. Mimo że wielu sprzedawców oferuje szybką wysyłkę, zawsze najlepiej będzie samodzielnie wydrukować część.
Rozważania
Czy potrzebujesz wszystkich tych komponentów? (Źródło: Rob Davie via All3DP)
Podczas gdy drukowanie 3D otwiera cały świat nowych możliwości w zakresie dodatkowych funkcji, najważniejszą rzeczą do zapamiętania jest waga twojego samolotu. Nie wszystko, co można wydrukować i zainstalować, jest wskazane! Należy rozumieć, że każdy gram drona wpływa na czas lotu i charakterystykę lotu, szczególnie w przypadku wiropłatów. Innymi słowy, w UAV, którego głównym celem jest lot długoterminowy, obecność takich elementów jak uchwyt do GoPro, urządzenie do śledzenia głowy i mechanizm resetowania nie jest konieczna.
Można również zauważyć, że duże firmy, takie jak DJIpodobne samoloty
Ponadto w wielu krajach, w tym w Federacji Rosyjskiej, przepisy wymagają rejestracji modeli ważących powyżej 250 gramów. W związku z tym zapotrzebowanie na kwadrokoptery o masie poniżej tej granicy jest znacznie wyższe.
Najlepsze materiały
Osłony wiązki, mocowanie GoPro i mocowanie anteny są drukowane z TPU (Źródło: Digit Design i Facebook Prints )
Najczęściej stosowanym materiałem do budowy śmigłowców (szczególnie istotnym dla mininiszy) jest TPU. Dzieje się tak, ponieważ jest bardzo elastyczny i może odkształcać się przy uderzeniu, pochłaniając energię i chroniąc ważne elementy UAV. Dzięki swojej elastyczności może również pochłaniać wibracje, zmniejszając ilość widocznych artefaktów w nagranym wideo. Na szczęście stało się to mniejszym problemem po wprowadzeniu stabilizacji w aparacie. Innym odpowiednim materiałem jest nylon. Jest sztywniejszy niż TPU, ale nadal ma pewną elastyczność.
Przydatność materiału
Głównymi częściami nadrukowanymi na TPU są zderzaki, mocowania kamer, mocowania anten i osłony śmigieł. Nylonu można również użyć do ochrony rekwizytów, ale jest to mniej powszechne, ponieważ jest trudniejsze do wydrukowania.
Chociaż TPU i nylon mają wszechstronne zastosowanie, nie nadają się do wszystkich części. Tam, gdzie wymagana jest większa sztywność i wytrzymałość, na przykład w płatowcach, zalecany jest materiał taki jak nylon wzmocniony włóknem węglowym ( nylon wzmocniony włóknem węglowym; w skrócie CFRPA6
Jednym ze sposobów zabezpieczenia spodu ramy łodzi, jak również śrub mocujących silnik, jest dodanie wydrukowanych w 3D „ stojaków lub podkładek
Różnorodność części
5-calowy tandemowy quadkopter wyścigowy z trybem żółwia lub żółwia (źródło: Rob Davie za pośrednictwem All3DP)
Płetwy
Jeśli Twoim hobby jest ściganie się dronami, powinieneś spróbować użyć płetwy. Ten składnik jest szczególnie przydatny w połączeniu z reżimem znanym jako „żółw lub żółw”. Gdy dron zostanie przechylony do góry nogami, dzięki płetwie dwa silniki pozbawione kontaktu z powierzchnią będą mogły się swobodnie obracać, co w dalszej kolejności pozwoli szybko zawrócić quadem i kontynuować wyścig. Najczęściej drukowane są z TPU, a czasem z nylonu.
Mocowanie anteny
Uchwyt anteny nadajnika FPV wydrukowany w TPU ( Źródło: rapnit via Thingiverse )
Podczas lotu w trybie FPV, anteny VTX są niezbędne. W związku z tym istnieje wiele możliwości montażu takich elementów. Jeśli urządzenie jest przeznaczone do lotów na duże odległości, zamknięcie aktywnej części anteny w TPU nie jest dobrym pomysłem, ponieważ wpłynie to negatywnie na sygnał wideo. Dla nich TPU jest preferowanym wyborem, ponieważ jest bardzo elastyczny i może się odkształcać bez pękania przez długi czas.
Można również włączyć śledzenie głowy w trybie FPV, gdy kamera FPVgoglami FPV ]... W ten sposób kamera podąża za ruchami głowy, przyczyniając się do większego zanurzenia. W tym celu należy stosować nieelastyczne materiały, takie jak PETG, ABS, ASA czy nawet PC. Sztywność jest konieczna, aby wyeliminować luzy w komponentach.
Elementy funkcjonalne
2-osiowy gimbal (do stabilizacji kamery) został wydrukowany w PLA (źródło: turbi przez Thingiverse ).
Jeśli latanie lub wyścigi FPV nie są dla Ciebie, zawsze możesz wydrukować szczegóły, aby rozszerzyć funkcjonalność. Czy może to być stabilizator aparatu do zdjęć lotniczych lub filmowania wideo, czy mechanizm do przechwytywania i upuszczania obiektów? W przypadku gimbali ruchome części muszą być wydrukowane na nieelastycznym materiale, aby zapewnić brak luzów. Podczas instalowania gimbala na dronie, pomiędzy gimbalem a gimbalem musi znajdować się elastyczny element , aby izolować go od wibracji
Guard
Ta osłona została opracowana w Fusion 360 (Źródło: Motorpixiegimbals przez Thingiverse )
Inną dobrą opcją do drukowania są części zabezpieczające, takie jak drążki kontrolne. Mogą być elastyczne lub nieelastyczne, w zależności od Twoich preferencji.
Model Sources
Wyniki wyszukiwania dla "Dronów" w GrabCAD ( Źródło: GrabCAD )
- Thingiverse to świetne darmowe źródło do wyszukiwania uchwytów do kamer publicznych (GoPro, Insta 360, itp.) i ramki (TBS Source One, ImpulseRC, Iflight itp.).
- GrabCAD to kolejny popularny darmowy zasób, który oferuje więcej modeli inżynierskich, jednak na liście wciąż znajdują się modele związane z quadkopterem. Pamiętaj, że będziesz potrzebować konta do przesyłania modeli (co jest niezwykłe dla Thingiverse, nie jest to konieczne). Jeśli pobierasz modele z dowolnych repozytoriów (w tym z witryn wymienionych powyżej), sprawdź licencję, na której się znajdują, aby upewnić się, że przy sprzedaży nie dojdzie do naruszenia praw autorskich.
- Jeśli masz konkretną ramkę lub aparat, pamiętaj, że producent tych komponentów często udostępnia dane projektowe do pobrania i wydrukowania. W takim przypadku takie podejście będzie najbardziej przydatne, ponieważ prawdopodobieństwo, że część będzie pasować do Twojej, może być wyższe niż w przypadku korzystania z danych z witryny innej firmy.
- Jeśli nie możesz nigdzie znaleźć tego, czego potrzebujesz, możesz zaprojektować własne części w oprogramowaniu CAD lub zlecić wykonanie projektu komuś innemu.
Zasoby
Ta strona ma aktywną bazę użytkowników i wiele pomocnych dyskusje ( Źródło: DIYDrones )
Chociaż wiele pojedynczych komponentów można pobrać ze stron wymienionych powyżej, istnieją dodatkowe zasoby, takie jak fora. Główne fora producentów dronów to DIYDrones i RCGroups. Pełną listę możliwych do wydrukowania szybowców na RCgroups można znaleźć w jednym pomocnym wątku, lub podobne listy można znaleźć w DIYDrones. Ponadto istnieje subreddit dotyczący drona, który omawia tematy związane z drukowaniem 3D, oraz subreddit dotyczący dronów DIY.
Projekty, które pomogą Ci zacząć
Model Kanupi z indywidualnie uformowanym uchwytem GoPro ( Źródło: basdelfos via Thingiverse ).
Jedynym prawdziwym ograniczeniem tego, co możesz wydrukować, jest Twoja wyobraźnia! Przed kontynuowaniem konieczne będzie rozważenie przeznaczenia zarówno drona, jak i części, a także wpływu dodatkowego obciążenia.
Zwracamy uwagę na następujące idee z Thingiverse dotyczące druku, niezależnie od tego, czy jest to cały helikopter, czy tylko jego poszczególne części:
- Quadrocopter: rodziny ramek, które można w pełni wydrukować w 3D (kilkadziesiąt wersji i wariacji)
- Ochrona drążków: chroni drążki urządzeń sterujących podczas transportu
- Osłona do drona FPV: przykład osłony z formowanym uchwytem GoPro (zdjęcie powyżej)
To wszystko. Dziękuję za uwagę. Mamy nadzieję, że przedstawiony materiał był dla Ciebie przydatny. Zostań z nami!
Filmy
Przykładowy proces drukowania belek dla drona FPV wykonanego z nylonu wzmocnionego włóknem węglowym (CFRPA6).
.
