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3D打印技术在无人机方面的应用

3D打印被称为"具有工业革命意义的制造技术",因为其无需原胚和模具,就能直接根据计算机图形数据,通过增加材料的方法生成立体模型,简化产品的制造程序,缩短产品的研制周期,提高效率并降低成本。由于3D打印服务技术的出现,让无人机的设计与生产成本都大幅下降,虽说目前是一个小众产品,尽管如此,许多事态发展证明了3D打印技术的日趋成熟,3D打印用于无人机的优势是什么呢?

1.经济性

3D打印“加法”的生产方式没有切割、磨削、腐蚀等;“减法”流程,实现原材料“需要多少用多少”,大大提高利用率,控制废料的产生;“一次成型”省去了模具、夹具和加工工具的费用;“本地化”生产模式省去了厂房和生产线的前期投入,以及中间的运输储存成本。

CrucibleIndustrialDesign公司为空客A380上853个座位3D打印了带扣,每个带扣比传统钢制带扣质量减少85g,按飞机全寿命每减1kg可省45000L燃油计算,这会节省330万L燃油,价值2亿欧元的运营成本。

2.时效性

3D打印技术在无人机领域多应用于原型机设计环节,可以快速、低成本地制作原型机。

无人机设计需要多次迭代,而传统的加工与装配工艺在这样的反复迭代过程中将耗费大量人力物力财力与时间。而完全不需开模的3D打印技术大大缩短了迭代周期,可快速制造、验证原型机,加速了产品从设计到实际使用的时间间隔,提升了企业的效率。验证后的原型机也可用于展示,这就大大加快了产品面市速度,由此也增强了企业竞争力。

2012年弗吉尼亚大学研制出第三架3D打印飞机,团队工程师大卫-舍弗尔称:“以前光设计建造一个塑料涡轮风扇发动机就需要两年时间,成本约25万美元。但使用3D技术,设计和建造这架飞机仅用4个月,成本大约2000美元。”生产周期的缩短是显而易见的。

3.制造复杂零件优势明显

就传统制造而言,物体形状越复杂,制造成本越高。对3D打印机而言,制造形状复杂的物品成本不增加,制造一个华丽的形状复杂的物品并不比打印一个简单的方块消耗更多的时间、技能或成本。

无人机产业,其所需要的加工精度、零件的复杂程度非常的高。而有一些零件(例如:截面为椭圆形的机翼、金属部件的中空或多孔(蜂巢)结构,是传统加工工艺无法制造出来的。3D打印技术的出现,使得这些先进零部件得以生产。

4.材料选择的多样性

传统的制造机器在切割或模具成型过程中不能轻易地将多种原材料融合在一起,而随着多材料3D打印技术的发展,我们有能力将不同原材料融合在一起。以前无法混合的原料混合后将形成新的材料,这些材料色调种类繁多,具有独特的属性或功能。

在以往在无人机的研发阶段,企业通常需要进行各种各样的实验。而3D打印则用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。如今3D打印技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科、教育、地理信息系统、土木工程等其他领域都已经有所应用。


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