Технологии SLS 3D-печати от TPM3D позволили создать шестиграммовую раму летающего дрона

Пример наглядно демонстрирует, как 3D-печать методом селективного лазерного спекания полимерных порошков (Selective Laser Sintering, SLS) на оборудовании компании TPM3D с использованием фирменных материалов помогает производителям дронов быстро и эффективно создавать более легкие и прочные конструкции.

Растущие масштабы применения дронов в различных секторах — от картографии и сельского хозяйства до спасательных служб, гонок и инспекций — заставляют производителей искать способы снижения веса дронов и повышения полезной нагрузки и летных характеристик. Технологии 3D-печати, в частности селективное лазерное спекание, оказались эффективным инструментом изготовления конструкций, удовлетворяющих все более высоким требованиям.

По данным Precedence Research ожидается, что мировой рынок 3D-печатных дронов вырастет с $812 млн в 2024 году до $3,92 млрд к 2034 году при совокупном годовом темпе роста на уровне 17,1%.

Чем выделяется технология SLS 3D-печати

В настоящее время в производстве беспилотных летательных аппаратов используется целый ряд технологий 3D-печати, в том числе селективное лазерное спекание (SLS) и экструзионное наплавление полимерных и композиционных филаментов (FDM). SLS 3D-печать зачастую предпочтительна ввиду высокой изотропности и прочности изделий по оси Z, возможности выращивания множества изделий за один производственный цикл, высокому качеству поверхностей и экономичности. SLS 3D-печать позволяет изготавливать сложные конструкционные детали без поддержек, так как расходный порошок сам служит опорой по мере построения. Это минимизирует необходимость в постобработке и снижает объемы отходов. Основную долю остаточного порошка можно использовать повторно.

Опираясь на более чем двадцатилетний опыт в области SLS 3D-печати, компания TPM3D создала обширную линейку промышленных аддитивных систем и продвинутых расходных материалов, включая нейлоны с угле- и стекловолоконными армирующими наполнителями, а также огнестойкие полимеры.

Такие материалы подходят для аддитивного производства различных компонентов БПЛА. В мультироторных дронах их можно использовать для изготовления, например, защитных корпусных деталей, пропеллеров, креплений аккумуляторов. В беспилотных летательных аппаратах самолетного типа они применяются в производстве силовых элементов, топливных баков и других деталей. Полимерные порошковые материалы и аддитивные технологии от TPM3D обеспечивают высокую производственную гибкость, необходимую для удовлетворения современных требований к конструкции дронов, снижению веса, увеличению дальности полета и повышению полезной нагрузки.

Рама микродрона весом шесть грамм

Один из примеров возможностей аддитивных технологий — рама микродрона размером 66x66x32,6 мм, спроектированная с применением топологической оптимизации и изготовленная из угленаполненного нейлона Precimid1174Pro CF. Рама выполнена как цельное изделие и без поддержек.

Несмотря на малый вес — всего шесть грамм — рама обладает высокой прочностью. Полностью собранный дрон весит всего тридцать пять грамм. Беспилотник получился тихим, маневренным, идеально подходящим для использования в помещениях и других тесных пространствах.

Испытательный полет 3D-печатного микродрона

В сравнении с чистым нейлоном-12, угленаполненный вариант обеспечивает повышение прочности на разрыв на 91% до 88 МПа и прочности на изгиб на 165% до 135 МПа. Композиционный материал также отличается значительно более высокой жесткостью с высоким сопротивлением деформациям и растрескиванию в ходе эксплуатации.

Решение проблемы сложности конструкций при производстве квадрокоптеров

В другом проекте решения TPM3D по SLS 3D-печати использовались в производстве деталей очень сложной геометрической формы. Сложность изготовления обуславливалась тонкими стенками, стыкующимися элементами, техническими отверстиями разной формы и встроенными защелками.

Из-за требований к дальности полета и живучести решающее значение имели прочность и вес. Расходным материалом для 3D-печати послужил Precimid1176Pro GF30 BLK — композиционный материал из нейлона-12, армированного стекловолокном. 3D-печатные компоненты из этого композита обеспечивают оптимальное сочетание жесткости и размерной точности, необходимое для стабильного полета и высоких механических характеристик.

3D-печатные детали прошли комплексные испытания:

• Испытание статической нагрузкой: компоненты успешно выдержали высокие нагрузки без видимых деформаций или разрушения конструкции.
• Циклическое испытание при высоких и низких температур: детали продемонстрировали стабильность размеров и механических характеристик в экстремальных температурных условиях.
• Испытание на электромагнитную совместимость: БПЛА поддерживал стабильную связь в условиях высоких помех без потери сигнала или проблем с управлением.
• Летные испытания: 3D-печатные компоненты выдержали требуемые нагрузки и вибрации при полетах на скоростях до восьми метров в секунду с интенсивным маневрированием, подтвердив качество изготовления и готовность к эксплуатации в составе беспилотных летательных аппаратов.

Вклад в разработку и производство БПЛА нового поколения

По мере совершенствования беспилотных авиационных систем способность быстро производить прочные, легкие и сложные детали будет иметь решающее значение. Многолетний опыт разработки и производства оборудования и расходных материалов для SLS 3D-печати делает TPM3D надежным партнером для компаний-производителей дронов, стремящихся к сокращению временных издержек на опытно-конструкторские работы, повышению производительности и снижению производственных рисков.

За консультацией по возможностям и приобретению промышленных 3D-принтеров по технологиям селективного лазерного спекания полимерных порошков (SLS) и селективного лазерного сплавления металлопорошковых композиций (SLM) обращайтесь к компании «Аврора-3D».

Предприятие также предлагает услуги контрактного производства в Москве на SLS 3D-принтерах TPM3D P360.

Реклама. ООО "Аврора Карбон Технолоджи", ИНН: 7720756428