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3D新聞

波音公司與高校研究院合作3D打印小型無人駕駛機(jī)

激光制造商情 來源:天工社2014-03-11 我要評(píng)論(0 )   

小型無人駕駛飛行器(UAV)是一種非常靈活而方便的設(shè)備,經(jīng)常被用于空中勘測、攝影和環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域。但設(shè)計(jì)制造一架UAV卻是十分費(fèi)時(shí)而又昂貴的。日前,謝菲爾德大學(xué)(Uni...

    小型無人駕駛飛行器(UAV)是一種非常靈活而方便的設(shè)備,經(jīng)常被用于空中勘測、攝影和環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域。但設(shè)計(jì)制造一架UAV卻是十分費(fèi)時(shí)而又昂貴的。日前,謝菲爾德大學(xué)(University of Sheffield)先進(jìn)制造研究中心(AMRC)與波音公司的新設(shè)計(jì)及原型制作小組合作,使用先進(jìn)的設(shè)計(jì)工具和3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)并試制了一架創(chuàng)新小型無人駕駛飛機(jī)。

    這家UAV的機(jī)身部分是采用熔融沉積成型(FDM)技術(shù)3D打印出來的。為了節(jié)省材料成本和制造時(shí)間,AMRC團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)每個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)時(shí)都考慮到了增持制造的因素,以便它可以無需任何支撐材料進(jìn)行打印。 

   

   “了解了FDM工藝的能力和相關(guān)的軟件以后,我們就能夠設(shè)計(jì)許多獨(dú)特的功能并能防止在實(shí)際制造時(shí)出現(xiàn)變形。”AMRC的開發(fā)工程師Mark Cocking說。 

 

     使用Stratasys公司的Fortus 900mc FDM 3D打印機(jī),開發(fā)團(tuán)隊(duì)能夠把機(jī)翼結(jié)構(gòu)從簡單的機(jī)翼蒙皮改進(jìn)為集成了加強(qiáng)物的更為復(fù)雜的設(shè)計(jì)。半殼式內(nèi)部結(jié)構(gòu)則有助于防止3D打印過程中出現(xiàn)變形,在飛行中能承受空氣動(dòng)力載荷,并可以很容易地組裝。“通過Fortus 900,構(gòu)成機(jī)身的所有零部件都被集成到一個(gè)單一的結(jié)構(gòu)中,使用ABS-M30材料,不到24小時(shí)即可一次打印完成,” Cocking說。“在使用增材制造之前,制作這個(gè)機(jī)身將需要超過120小時(shí)。” 

   “適合空氣動(dòng)力學(xué)性能的多樣化需求和FDM制造技術(shù)的最佳配置似乎是混合翼身。”開發(fā)工程師John Mann說,他領(lǐng)導(dǎo)了細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。“這種類型的設(shè)計(jì)具有許多優(yōu)點(diǎn),最重要是,其每個(gè)半跨度的平滑前緣和后緣很適于FDM技術(shù)制造”。 

       最終的機(jī)身僅由九個(gè)部分組成:兩個(gè)機(jī)翼、兩個(gè)升降副翼、兩個(gè)翼梁、兩個(gè)翼端圍欄和一個(gè)中心脊柱。據(jù)了解,所有這些零件都是3D打印而且沒有使用支撐材料。

      “這架UAV成品擁有1.5米的翼展,重量不到2公斤,并很容易從中間分為兩半,以便運(yùn)輸。”AMRC稱。 

       在Peak District的第一次測試中,該機(jī)表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性,飛行時(shí)氣動(dòng)噪聲低。“在飛行試驗(yàn)成功后,我們又給它加了翼梢小翼和雙涵道風(fēng)扇推進(jìn)系統(tǒng)。”高級(jí)設(shè)計(jì)工程師Garth Nicholson說。“未來的開發(fā)規(guī)劃包括飛行參數(shù)全機(jī)載數(shù)據(jù)記錄,通過GPS自主運(yùn)行,并通過表面變形技術(shù)控制。我們也正在檢驗(yàn)新的涵道風(fēng)扇的設(shè)計(jì)。”

 

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