Drones extremos impressos em 3D

Este artigo 3DPrint.com foi encaminhado para mim outro dia. É sobre uma equipe de pesquisa da Antártica chinesa que trouxe consigo um drone impresso em 3D para ajudá-los a coletar dados sobre as paisagens que estavam explorando no deserto congelado que existe no fundo do nosso planeta. O artigo em si é incrível e fala sobre como o drone inteiro foi projetado em um mês e levou 15 dias para ser impresso.

Enquanto isso, o professor Liang Jianhong, uma das principais figuras da expedição, disse ao 3DPrint.com como levaria três meses para fazer apenas um conjunto de moldes para peças de fibra de carbono e custaria vinte vezes mais para produzi-los em fibra de carbono do que em 3D impressão, isso mostra os enormes benefícios em custos e economia de tempo que a impressão 3D pode proporcionar às equipes de desenvolvimento.

Com isso dito, há uma desvantagem em usar uma impressora 3D para produzir uma peça funcional que requer resistência e leveza:relativamente falando, o plástico é muito baixo em resistência e alto em peso - certamente nada perto de fibra de carbono ou mesmo balsa Madeira.

Portanto, ao desenvolver um modelo funcional, há uma boa possibilidade de que esta equipe chinesa teve que sacrificar alguma capacidade de carga / desempenho porque eles precisavam colocar esse peso no projeto de uma estrutura de plástico que fosse forte o suficiente para suportar as cargas impostas a ela. Um dos principais benefícios do carbono é que você pode obter grande economia de peso com a mesma quantidade de resistência de um componente de alumínio tradicional - uma das razões para a Boeing projetar o 787 com 50% de sua estrutura feita de compostos avançados (fonte) .

A equipe chinesa fez um trabalho incrível produzindo este veículo - algo que não apenas dobra para transporte, voa rápido (velocidade máxima de 24 mph), mas também pode carregar uma câmera e suportar temperaturas em torno de 5 a -4 graus Fahrenheit. No entanto, eu me pergunto que tipo de recursos ou desempenho adicionais eles poderiam ter obtido com o uso de um composto de carbono / plástico? Podemos nunca saber, mas é um experimento de pensamento interessante.

Antes do reforço de composto para peças impressas, qualquer coisa feita em uma impressora 3D é simplesmente perigosa de se confiar, com qualquer nível de resistência de missão crítica. No entanto, com esse reforço, as portas são abertas para aplicações mais estruturais ou de missão crítica.

No momento, muitas aeronaves e alguns drones são fabricados a partir de conjuntos complexos de várias partes. A economia de custo e peso que pode ser obtida simplificando esses designs e mesclando-os em partes singulares seria enorme. Estamos chegando ao ponto em que podemos começar a considerar a possibilidade de usar peças reforçadas com compósitos em componentes semi-estruturais - e não apenas em veículos não tripulados, também.

No entanto, no momento, a indústria de drones e outros setores onde o peso é crítico para aplicações de alta resistência são os que mais se beneficiam dessas peças leves e superfortes. Não apenas podemos melhorar o desempenho de muitos projetos de veículos, mas novos veículos podem ser produzidos em pequenos volumes sem a necessidade de gabaritos e montagens caros ou complicados - ou máquinas de moldagem por injeção. Pense nisso - você tem que construir a estrutura da asa e as longarinas para uma aeronave de asa fixa de madeira, metal ou haste de tração, porque o plástico puro é muito pesado e muito fraco para fazer isso. Mas com reforço composto, bem, definitivamente há mais oportunidade de ser criativo.

Portanto, da próxima vez que você considerar levar um drone para um ambiente hostil ou caso de uso exigente, considere os benefícios que podem advir do uso de uma impressora em seu desenvolvimento e comece a pensar sobre que tipo de opções de alto desempenho estão disponíveis quando você puder crie peças superfortes e complexas em horas, em vez de semanas. Com reforço composto, as peças impressas podem ser usadas para tornar sua peça complexa e forte.