3D 打印极限无人机
这篇 3DPrint.com 文章是前几天转发给我的。讲述了一个中国南极研究团队带来了一架 3D 打印无人机，以帮助他们收集有关他们在地球底部冰冻荒地探索的景观的数据。文章本身很赞，讲了整架无人机是如何在一个月内设计完成的，并且花了 15 天的时间打印出来。
与此同时，考察队的领军人物之一梁建红教授告诉 3DPrint.com，仅仅制作一套碳纤维零件模具需要三个月的时间，而且用碳纤维制作它们的成本是 3D 制作的 20 倍打印，因此它展示了 3D 打印可以为开发团队带来的成本和时间节省的巨大优势。
话虽如此，使用 3D 打印机生产需要强度和重量的功能部件有一个缺点：相对而言，塑料的强度低而重量高——当然远不及碳纤维甚至轻木木头。
因此，在开发工作模型时，这支中国团队很有可能不得不牺牲一些有效载荷/性能能力，因为他们需要将这些重量用于设计一个足够坚固以承受施加在其上的载荷的塑料结构。碳纤维的主要好处之一是，在强度与传统铝制部件相同的情况下，您可以获得巨大的重量减轻——这是波音设计 787 的原因之一，其 50% 的结构由先进复合材料制成（来源） .
中国团队在生产这辆车方面做得非常出色——它不仅可以折叠运输、飞行速度快（最大速度为 24 英里/小时），而且还可以携带相机并承受大约 5 到 -4 华氏度的温度。但是，我想知道他们可以通过使用碳/塑料复合材料获得什么样的附加功能或性能？我们可能永远不知道，但这是一个有趣的思想实验。
在用于打印部件的复合加固之前，在 3D 打印机上制造的任何东西都非常危险，如果信任任何级别的关键任务强度。然而，有了这种强化，大门就为更多结构性或关键任务应用打开了。
目前，许多飞机和一些无人机都是由复杂的多部件组装而成。通过简化这些设计并将它们合并为单个部件，可以节省的成本和重量将是巨大的。我们已经到了可以开始考虑在半结构部件上使用复合材料增强部件的可能性的地步——而不仅仅是在无人驾驶车辆上。
然而，就目前而言，无人机行业和其他重量对高强度应用至关重要的行业将从这些轻质、超强部件中受益最大。我们不仅可以提高许多车辆设计的性能，而且甚至可以小批量生产新车，而无需昂贵或复杂的夹具和组件或注塑机。想一想——你必须用木头、金属或拉挤杆为固定翼飞机建造机翼结构和翼梁，因为纯塑料太重而且太脆弱而无法做到。但有了复合强化，肯定会有更多发挥创意的机会。
因此，下次当您考虑将无人机带入恶劣环境或要求苛刻的用例时，请考虑在您的开发中使用打印机可能带来的好处，并开始考虑何时可以使用哪些高性能选项在数小时而不是数周内创建复杂的、超强的零件。使用复合增强材料，打印部件可以使您的部件既复杂又坚固。
3D打印