Электроника была встроена в дрон во время процесса 3D-печати с использованием Stratasys ULTEMTM 9085 — высокопрочного, легкого материала FDM, сертифицированного для использования в коммерческих самолетах.Дрон разработан совместно Сингапурским центром 3D-печати NTU (SC3DP) и Stratasys Asia Pacific, дочерней компанией Stratasys Ltd. (NASDAQ: SSYS), компании, занимающейся решениями для 3D-печати и аддитивного производства.Как создавался готовый к полету дронДрон — квадрокоптер с четырьмя роторами — был спроектирован, напечатан на 3D-принтере и пилотировал его мистер Филлип Кин, кандидат технических наук НТУ из Школы механической и аэрокосмической инженерии, который занимается исследованиями в Сингапурском центре 3D-печати университета (SC3DP).
В 3D-печати объекты создаются в цифровом виде слой за слоем до завершения. Однако встраивание электроники может быть проблемой, поскольку большинство из них не выдержит высоких температур процесса 3D-печати.Поэтому электроника коммерческого класса была модифицирована и помещена в дрон на различных этапах процесса печати. Они пережили высокотемпературную печать, которая превышала 160 градусов по Цельсию по сравнению с обычными 80-100 градусами.
Только двигатели и гребные винты были установлены после того, как все шасси было завершено.Г-н Кин сказал: «Одна из самых сложных задач заключалась в том, чтобы найти электронные компоненты, которые теоретически могли бы выдержать процесс высокотемпературной печати — нам пришлось добавить некоторые термостойкие модификации к компонентам, чтобы обеспечить их долговечность. Это включало добавление новых компонентов в печатные платы, а также проектирование корпусов на заказ ».Дрон был собран менее чем за 14 часов.
Во время печати было всего три паузы для размещения электроники внутри корпуса.«Корпуса, которые были предварительно напечатаны в ULTEM 9085, также обеспечивают плоскую поверхность для 3D-принтера, чтобы продолжать печатать поверх них. Мне также пришлось столкнуться с жесткими временными ограничениями, поскольку некоторые из компонентов не могли выдержать жару более 20 минут ".
Помимо того, что дрон чрезвычайно прочен, он способен выдерживать более 60 кг веса, подвешенного к его конструкции. Двигаясь вперед, Кин сказал, что он работает над следующей версией дрона, которая будет отличаться большей прочностью, меньшим весом и улучшенной динамикой полета.Профессор Чуа Чи Кай, исполнительный директор SC3DP NTU, сказал, что это успешный пример подрывных инноваций, которых можно достичь, когда исследователи из академических кругов работают с партнерами по отрасли.
«В NTU работают ведущие мировые исследователи с обширными знаниями в области материалов и процессов 3D-печати, которые изобрели инновационные методы, позволяющие преодолеть ограничения существующих технологий», — пояснил профессор Чуа, самый цитируемый в мире ученый в области 3D-печати по данным Интернета. of Science, исследовательская база данных, поддерживаемая Thomson Reuters.«Вместе с инженерами Stratasys и их глубокими знаниями в области 3D-печати мы смогли расширить границы современных технологий и напечатать дрон, который невероятно прочен и может выдерживать высокие температуры».«Этот проект демонстрирует мощь флагманской технологии 3D-печати Fused Deposition Modeling (FDM) компании Stratasys и прекрасно демонстрирует прочность смолы ULTEM», — прокомментировал Фред Фишер, директор по приложениям и продуктам, Stratasys Asia Pacific. «Мы с нетерпением ждем исследования, разработки и раскрытия новых возможностей с помощью 3D-печати и материалов, поскольку мы работаем с отраслевыми партнерами и научными кругами».ULTEM 9085 — это промышленный термопласт, который можно напечатать на 3D-принтере, и он ценится за высокое отношение прочности к весу и рейтинг FST (пламя, дым и токсичность), что делает его идеальным для коммерческой транспортной отрасли, особенно в аэрокосмической отрасли.
Профессор Луи Фи, заведующий кафедрой механической и аэрокосмической инженерии НТУ, сказал, что беспилотные летательные аппараты (БПЛА) являются основным направлением исследований в школе. «Будучи первым университетом Сингапура, предлагающим программу получения степени в области аэрокосмической инженерии, мы добились успеха в привлечении самых способных студентов к работе с нашими профессорами, чтобы расширить границы беспилотных технологий для удовлетворения уникальных потребностей и требований Сингапура. В ближайшем будущем, Я ожидаю увидеть более захватывающие новые технологии дронов от NTU, которые будут воплощены в реальные приложения ».