บทนำ
หากคุณตัดสินใจที่จะสร้าง โดรนตั้งแต่เริ่มต้น
พื้นฐานของชิ้นส่วนโดรนการพิมพ์ 3 มิติ
5 '' Mini Quad พร้อมแท่นพิมพ์สำหรับ Hero 8 (ที่มา: Rob Davie ผ่าน All3DP)
อากาศยานไร้คนขับ (UAVs / UAVs / UAVs) หรือที่เรียกว่า โดรน เป็นยานพาหนะที่สามารถทำงานได้ด้วยตนเอง กล่าวอีกนัยหนึ่ง โดรนไม่จำเป็นต้องเป็นเครื่องบิน พวกเขายังสามารถรวมรถยนต์ เรือ และแม้แต่เรือที่แล่นได้อย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม คำนี้ใช้เพื่ออธิบายเครื่องบินที่มีสามใบพัดขึ้นไปเพื่อให้ยกและดัน พวกเขายังเรียกกันทั่วไปว่า multicopters, tricopters, quadcopters และอื่น ๆ
โดยทั่วไปแล้ว UAV นั้นมีกลไกที่เรียบง่ายและประกอบด้วยเฟรม ตัวควบคุมการบิน เอล มอเตอร์ ใบพัด ตัวควบคุมความเร็ว และอุปกรณ์ FPV
การพิมพ์ 3 มิติได้พิสูจน์ตัวเองมานานแล้วว่าเป็นงานอดิเรกของโดรน เทคโนโลยีนี้ทำให้ผู้ใช้สามารถผลิตชิ้นส่วนต่างๆ ได้ด้วยตัวเองอย่างง่ายดาย นี่อาจเป็นอะไรก็ได้ตั้งแต่กันชนป้องกันและตัวยึดกล้องแอคชั่นไปจนถึงอุปกรณ์เสริมที่เพิ่มฟังก์ชันการทำงานให้กับรูปสี่เหลี่ยม
ในบทความนี้ เราจะพูดถึงสิ่งที่ควรพิจารณาเมื่อทำการพิมพ์ชิ้นส่วนโดรน 3 มิติ วิเคราะห์ชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องมากที่สุดสำหรับการพิมพ์ และยังบอกคุณด้วยว่าจะหาได้ที่ไหน แบบจำลองและทรัพยากร จากนั้นเราจะสรุปเนื้อหาด้วยโครงการสองสามโครงการเพื่อช่วยคุณในการเริ่มต้น แต่ก่อนอื่น มาทำความเข้าใจกันว่าทำไมคุณถึงต้องการชิ้นส่วนการพิมพ์ 3 มิติเลย อ่านต่อเพื่อหาข้อมูลเพิ่มเติม!
ประโยชน์
ที่วางสมาร์ทโฟน (ที่มา: การออกแบบและพิมพ์ตัวเลขผ่าน Facebook )
- ข้อได้เปรียบหลักของชิ้นส่วนการพิมพ์ 3 มิติคือสามารถปรับแต่งได้อย่างสมบูรณ์ นอกจากนี้ พวกมันมักจะมีราคาไม่แพง (สมมติว่าคุณมี เครื่องพิมพ์ไส้หลอด (ไส้หลอดการพิมพ์ 3 มิติ)
- ชิ้นส่วนที่พิมพ์สามารถทำจากวัสดุที่แตกต่างกันในสีที่ต่างกัน วิธีนี้ช่วยให้สามารถใช้วัสดุที่มีคุณสมบัติทางกลที่ดีที่สุดสำหรับองค์ประกอบเฉพาะ ตัวอย่างเช่น ขายึด GoPro ของคุณอาจเป็น TPU สีฟ้าและไนลอนป้องกันใบพัดของคุณ ที่วางกล้องพิมพ์ด้วย TPU (Thermoplastic Polyurethane; TPU) ได้ดีที่สุด เนื่องจากวัสดุนี้ดูดซับแรงสั่นสะเทือนจากเฟรมและยึด GoPro ให้แน่น ขณะที่ไนลอนที่ทนทานสามารถดูดซับแรงกระแทกและปกป้องทั้งใบพัดและวัตถุ/สิ่งกีดขวางได้ วัสดุที่ทนทานอื่นๆ เช่น ไนลอนเสริมแรง ยังใช้ทำเครื่องร่อน กันสาด และไม้กันสั่นของกล้องได้อีกด้วย
- ข้อดีอีกอย่างหนึ่งเมื่อใช้ชิ้นส่วนที่พิมพ์ออกมาคือความหนาแน่นที่ค่อนข้างต่ำ ด้วยความช่วยเหลือของการพิมพ์ 3 มิติ พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น จำนวนเส้นรอบวงและเปอร์เซ็นต์ของการเติม สามารถปรับเพื่อลดน้ำหนักได้อย่างมาก โดยพารามิเตอร์เดิมจะกำหนดผลลัพธ์สุดท้ายมากขึ้น
ภาพนี้แสดงลำดับการทำหลังคาสำหรับโดรน FPV (ที่มา: Rob Davie ผ่าน All3DP)
- แม้ว่าชิ้นส่วนที่ผลิตขึ้นจะสามารถปรับแต่งได้อย่างเต็มที่และมีน้ำหนักเบา แต่ก็สามารถทำซ้ำได้อย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่น เมื่อออกแบบหลังคา รุ่นแรกของช่องว่างสามารถพิมพ์จากวัสดุราคาไม่แพง เช่น PLA และหลังจากกระบวนการติดตั้งแล้ว การเปลี่ยนแปลงที่จำเป็นสามารถทำได้อย่างง่ายดายในการทำซ้ำครั้งต่อไป เมื่อพิจารณาโมเดลเสร็จแล้ว ก็สามารถพิมพ์ด้วยวัสดุที่มีราคาแพงกว่า เช่น คาร์บอนไฟเบอร์ ไนลอน หรือแม้แต่คาร์บอนไฟเบอร์ PEEK หากงบประมาณเอื้ออำนวย
- นอกจากนี้ หากคุณมีเครื่องพิมพ์และฟิลาเมนต์ ปัญหาของชิ้นส่วนที่แตกหักจะไม่เกี่ยวข้อง เนื่องจากคุณสามารถเริ่มสร้างชิ้นส่วนใหม่ได้ทันที แม้ว่าผู้ค้าปลีกหลายรายจะเสนอการจัดส่งที่รวดเร็ว แต่วิธีที่ดีที่สุดคือการพิมพ์ชิ้นส่วนด้วยตัวเอง
ข้อควรพิจารณา
คุณต้องการส่วนประกอบเหล่านี้ทั้งหมดหรือไม่? (ที่มา: Rob Davie ผ่าน All3DP)
ในขณะที่การพิมพ์ 3 มิติเปิดโลกใหม่ของความเป็นไปได้ในแง่ของคุณสมบัติเพิ่มเติม สิ่งที่สำคัญที่สุดคือน้ำหนักของเครื่องบินของคุณ ไม่แนะนำให้พิมพ์และติดตั้งทุกอย่าง! ควรเข้าใจว่าโดรนแต่ละกรัมมีผลต่อเวลาบินและลักษณะการบิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเครื่องบินปีกหมุน กล่าวอีกนัยหนึ่งบน UAV ซึ่งมีจุดประสงค์หลักคือการบินระยะยาวไม่จำเป็นต้องมีส่วนประกอบเช่นตัวยึดสำหรับ GoPro อุปกรณ์ติดตามศีรษะและกลไกการรีเซ็ต
คุณอาจสังเกตเห็นว่าบริษัทขนาดใหญ่เช่น DJIเครื่องบินที่คล้ายกัน
นอกจากนี้ ในหลายประเทศ รวมทั้งสหพันธรัฐรัสเซีย กฎกำหนดให้ ลงทะเบียนรุ่นที่มีน้ำหนักมากกว่า 250 กรัม ดังนั้นความต้องการสำหรับ quadrocopters ที่มีน้ำหนักต่ำกว่าขีด จำกัด นี้ จึงสูงกว่ามาก
วัสดุที่ดีที่สุด
ตัวป้องกันลำแสง, ตัวยึด GoPro และตัวยึดเสาอากาศล้วนพิมพ์จาก TPU (ที่มา: Digit Design และ Facebook Prints )
วัสดุที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับการสร้างคอปเตอร์ (โดยเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับ mini niche) คือ TPU เนื่องจากมีความยืดหยุ่นสูงและสามารถบิดเบี้ยวเมื่อกระแทก ดูดซับพลังงาน และปกป้องส่วนประกอบที่สำคัญของ UAV เนื่องจากมีความยืดหยุ่น จึงดูดซับแรงสั่นสะเทือน ช่วยลดจำนวนวัตถุที่มองเห็นได้ในวิดีโอที่บันทึก โชคดีที่สิ่งนี้กลายเป็นปัญหาน้อยลงเมื่อมีการใช้ระบบป้องกันภาพสั่นไหวในตัวกล้อง วัสดุที่เหมาะสมอีกอย่างหนึ่งคือไนลอน มันแข็งกว่า TPU แต่ก็ยังมีความยืดหยุ่นอยู่บ้าง
ความเหมาะสมของวัสดุ
ส่วนประกอบหลักที่พิมพ์บน TPU ได้แก่ กันชน ตัวยึดกล้อง ตัวยึดเสาอากาศ และการ์ดใบพัด ไนลอนสามารถใช้ปกป้องอุปกรณ์ประกอบฉากได้ แต่มักพบน้อยกว่าเพราะพิมพ์ได้ยากกว่า
แม้ว่า TPU และไนลอนจะใช้งานได้หลากหลาย แต่ก็ไม่เหมาะกับทุกชิ้นส่วน ในกรณีที่ต้องการความแข็งแกร่งและความแข็งแรงมากกว่า เช่น ในเฟรมอากาศ ขอแนะนำให้ใช้วัสดุ เช่น ไนลอนเสริมใยคาร์บอน ( ไนลอนเสริมคาร์บอนไฟเบอร์ หรือ CFRPA6 แบบย่อ
วิธีหนึ่งในการปกป้องด้านล่างของโครงเรือ เช่นเดียวกับสลักเกลียวสำหรับติดตั้งมอเตอร์ คือการเพิ่มแท่นพิมพ์แบบ 3 มิติ “ แท่นหรือแท่นลงจอด
ความหลากหลายของชิ้นส่วน
ควอดคอปเตอร์แข่งตีคู่ขนาด 5 นิ้วพร้อมโหมดเต่าหรือเต่า (ที่มา: Rob Davie ผ่าน All3DP)
ครีบ
หากงานอดิเรกของคุณคือการแข่งรถโดรน คุณควรลองใช้ครีบ องค์ประกอบนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งควบคู่กับระบอบการปกครองที่เรียกว่า "เต่าหรือเต่า" เมื่อโดรนเอียงคว่ำ ต้องขอบคุณครีบของมอเตอร์สองตัวที่ไม่ต้องสัมผัสกับพื้นผิว จะสามารถหมุนได้โดยไม่มีสิ่งกีดขวาง ซึ่งจะทำให้คุณสามารถหมุนควอดได้อย่างรวดเร็วและดำเนินการแข่งต่อไป ส่วนใหญ่มักจะพิมพ์จาก TPU และบางครั้งก็มาจากไนลอน
ตัวยึดเสาอากาศ
ตัวยึดเสาอากาศส่งสัญญาณ FPV พิมพ์ด้วย TPU ( ที่มา: rapnit ผ่าน Thingiverse )
เมื่อบินในโหมด FPV เสาอากาศ VTX มีความสำคัญ ดังนั้นจึงมีตัวเลือกมากมายสำหรับการติดตั้งส่วนประกอบดังกล่าว หากอุปกรณ์นี้มีไว้สำหรับเที่ยวบินระยะไกล ไม่ควรปิดส่วนที่ใช้งานของเสาอากาศใน TPU เนื่องจากจะส่งผลเสียต่อสัญญาณวิดีโอ สำหรับพวกเขาแล้ว TPU เป็นตัวเลือกที่ต้องการเพราะมีความยืดหยุ่นสูงและสามารถบิดเบี้ยวได้โดยไม่แตกหักเป็นเวลานาน
คุณยังสามารถเปิดใช้งานการติดตามส่วนหัวของ FPV เมื่อ กล้อง FPVของคุณ ]... ด้วยวิธีนี้ กล้องจะติดตามการเคลื่อนไหวของศีรษะของคุณ ด้วยเหตุนี้จึงควรใช้วัสดุที่ไม่ยืดหยุ่น เช่น PETG, ABS, ASA หรือแม้แต่พีซี ความแข็งแกร่งเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อขจัดฟันเฟืองในส่วนประกอบ
ส่วนประกอบการทำงาน
gimbal 2 แกน (เพื่อทำให้กล้องเสถียร) พิมพ์ใน PLA (ที่มา: turbi โดย Thingiverse ).
หาก FPV บินหรือแข่งไม่เหมาะกับคุณ คุณสามารถพิมพ์รายละเอียดเพื่อขยายการทำงานได้ตลอดเวลา มันคือตัวกันโคลงของกล้องสำหรับการถ่ายภาพทางอากาศหรือถ่ายวิดีโอ หรือเป็นกลไกในการถ่ายภาพและวางวัตถุหรือไม่? สำหรับ gimbal gimbal ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวจะต้องพิมพ์บนวัสดุที่ไม่ยืดหยุ่นเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีฟันเฟือง เมื่อติดตั้ง gimbal บนโดรน จะต้องมีชิ้นส่วนที่ยืดหยุ่นได้ ระหว่าง gimbal และ gimbal เพื่อแยกจากการสั่นสะเทือน
การ์ด
สติ๊กการ์ดนี้ได้รับการพัฒนาใน Fusion 360 (ที่มา: Motorpixiegimbals ผ่าน Thingiverse ])
สุดท้าย อีกทางเลือกหนึ่งที่ดีสำหรับการพิมพ์คือชิ้นส่วนป้องกัน เช่น แท่งควบคุม พวกเขาสามารถยืดหยุ่นหรือไม่ยืดหยุ่นขึ้นอยู่กับความชอบของคุณ
แหล่งที่มาของโมเดล
ผลการค้นหา "โดรน" บน GrabCAD ( ที่มา: GrabCAD )
- Thingiverse เป็นแหล่งข้อมูลฟรีที่ยอดเยี่ยมสำหรับการค้นหาเมาท์สำหรับกล้องสาธารณะ (GoPro, Insta 360 เป็นต้น) และเฟรม (TBS Source One, ImpulseRC, Iflight เป็นต้น)
- GrabCAD เป็นอีกหนึ่งแหล่งข้อมูลฟรีที่เป็นที่นิยมซึ่งมีแนวโน้มที่จะนำเสนอโมเดลทางวิศวกรรมมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ยังมีโมเดลที่เกี่ยวข้องกับ quadcopter อยู่ในรายการ โปรดทราบว่าคุณจะต้องมีบัญชีเพื่อดาวน์โหลดโมเดล (ซึ่งไม่จำเป็นสำหรับ Thingiverse ซึ่งไม่จำเป็น) หากคุณดาวน์โหลดแบบจำลองจากที่เก็บ แห่ง (รวมถึงเว็บไซต์ที่ระบุไว้ด้านบน) ให้ตรวจสอบใบอนุญาตตามที่อยู่เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีการละเมิดลิขสิทธิ์เกิดขึ้นเมื่อขาย
- หากคุณมีเฟรมหรือกล้องเฉพาะ โปรดจำไว้ว่าผู้ผลิตส่วนประกอบเหล่านั้นมักจะมีข้อมูลการออกแบบให้ดาวน์โหลดและพิมพ์ ในกรณีนี้ แนวทางนี้จะเป็นประโยชน์มากที่สุด เนื่องจากโอกาสที่ชิ้นส่วนจะตรงกับของคุณอาจสูงกว่าหากคุณใช้ข้อมูลจากเว็บไซต์บุคคลที่สาม
- หากคุณไม่พบสิ่งที่คุณต้องการจากทุกที่ คุณสามารถออกแบบชิ้นส่วนของคุณเองใน ซอฟต์แวร์ CAD หรือให้คนอื่นออกแบบให้คุณ
แหล่งข้อมูล
ไซต์นี้มีฐานผู้ใช้ที่ใช้งานอยู่และมีประโยชน์มากมาย การอภิปราย ( ที่มา: DIYDrones )
แม้ว่าส่วนประกอบต่างๆ จำนวนมากสามารถดาวน์โหลดได้จากเว็บไซต์ที่ระบุไว้ข้างต้น ฟอรัมหลักของผู้ผลิตโดรนคือ DIYDrones และ RCGroups รายการเครื่องร่อนที่พิมพ์ได้ทั้งหมดบน RCgroups สามารถพบได้ใน หนึ่งหัวข้อที่เป็นประโยชน์ หรือรายการที่คล้ายกันสามารถดูได้ที่ DIYDrones นอกจากนี้ยังมี โดรน subreddit ที่กล่าวถึงหัวข้อการพิมพ์ 3 มิติ และ โดรนย่อยของโดรนทำเอง
โครงการเพื่อให้คุณเริ่มต้น
รุ่น Kanupi พร้อมตัวยึด GoPro แบบกำหนดเอง ( ที่มา: basdelfos via ทิงกิเวิร์ส ).
ขีด จำกัด ที่แท้จริงเพียงอย่างเดียวของสิ่งที่คุณพิมพ์ได้คือจินตนาการของคุณ! ก่อนดำเนินการต่อ จะต้องพิจารณาถึงวัตถุประสงค์การใช้งานของทั้งโดรนและชิ้นส่วนต่างๆ รวมถึงผลกระทบของน้ำหนักเพิ่มเติมด้วย
เราขอนำเสนอแนวคิดต่อไปนี้จาก Thingiverse ที่ส่งผลต่อการพิมพ์ ไม่ว่าจะเป็นคอปเตอร์ทั้งหมดหรือเพียงส่วนเดียว:
- Quadrocopter: เฟรมครอบครัวที่สามารถพิมพ์ 3D ได้อย่างเต็มที่ (หลายสิบรุ่นและรูปแบบต่างๆ)
- ป้องกันการติด: ปกป้องอุปกรณ์ควบคุมที่ติดอยู่ระหว่างการขนส่ง
- Canopy for FPV drone: ตัวอย่างของ canopy, with molded GoPro mount (ภาพด้านบน)
เท่านั้น ขอบคุณสำหรับความสนใจ เราหวังว่าเนื้อหาที่นำเสนอจะเป็นประโยชน์สำหรับคุณ อยู่กับเรา!
วิดีโอ
กระบวนการแสดงตัวอย่างการพิมพ์คานสำหรับโดรน FPV ที่ทำจากไนลอนเสริมคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRPA6).
