3D nyomtatott drónalkatrészek: Könnyű, strapabíró tartók és vázak SLS nylonból

Miért illik az SLS nylon a drónalkatrészekhez

• Könnyű: Az EOS 0,93 g/cm³ sűrűséget ad meg a PA 2200-ból készült alkatrészekre, abból a porból, amivel nyomtatunk. Ez könnyebb a víznél, és körülbelül harmada az alumínium sűrűségének.
• Inkább szívós, mint törékeny: Az EOS 18 %-os szakadási nyúlást ad meg a rétegeken belül. Egy nylon tartó hajlamos meghajlani, mielőtt megrepedne, ami segít egy kemény landolásnál.
• Nincsenek támasztékok: a kábelcsatornák, belső bordák, klipszek és alámetszések támasztószerkezetek nélkül nyomtathatók, így egyetlen alkatrész többet is helyettesíthet.
• Kis szériák és változatok: nincs öntőforma, így egy másik kamerához való tartó vagy egy módosított karbilincs egyszerűen csak egy másik fájl ugyanabban a rendelésben.
• Szín: minden alkatrész üveggyöngyszórt és polírozott; a fekete és a narancssárga raktáron van, a narancssárga védők és talpak pedig könnyen észrevehetők a fűben.

Tipikus nyomtatott drónalkatrészek

Súly: tervezzen könnyűt, ne csak vékonyat

A drónon lévő súly repülési időbe kerül, de a legkönnyebb alkatrész ritkán az, amelyiknek a legvékonyabbak a falai. A vékony falak törékenyek a kezelés során és egy ütközésnél. Jobb módszerek a tömegmegtakarításra:

• Bordák a tömör részek helyett. Egy vékony, bordázott lemez grammonként merevebb, mint egy vastag, lapos lemez.
• Üreges vastag részek. Egy zárt üregnek képesnek kell lennie a por kiengedésére: a kalkulátor zárt üregenként legalább két, legalább 5 mm-es kivezető nyílást vár el. Lásd: üreges alkatrészek és kivezető nyílások.
• Tartsa a falakat körülbelül 0,8 mm felett. A kalkulátor figyelmeztet a nagyjából 0,8 mm alatti falakra; a körülbelül 1,5-3 mm-es falak robusztus alkatrészeket eredményeznek.
• Távolítsa el az anyagot onnan, ahová nem jut terhelés. Az alacsony feszültségű területeken lévő nyílások és zsebek nyomtatása nem kerül semmibe.

Az általános szabályok az SLS tervezési irányelvekben találhatók.

Ütközések, bevágások és nyomtatási irány

Az EOS által a PA 2200-ra közzétett értékek megmutatják, hol törik a nyomtatott nylon. Bevágás nélkül az EOS 53 kJ/m² Charpy-ütőmunkát ad meg; bevágással 4,8 kJ/m²-t. Egy éles belső sarok vagy egy kis bevágás tehát elveszi az ütésállóság nagy részét. Kerekítsen le minden belső sarkot, különösen ott, ahol egy kar találkozik a középső lemezzel, ahol egy talp találkozik a testtel, és a csavarfuratok körül.

Az irány is számít. Az EOS 18 %-os szakadási nyúlást ad meg a rétegeken belül és 4 %-ot azokra merőlegesen, valamint 48 MPa és 42 MPa szakítószilárdságot. Az ütközéskor hajló alkatrészeket, mint például a talpakat, védőket és karokat, a legjobb úgy tájolni, hogy a hajlítási feszültség a rétegeken belülre essen. Bővebben arról, hogy milyen erős az SLS nylon.

Tervezzen a sérülésekkel: a talpak és a védők kopóalkatrészek. Ha különálló, csavarozott darabokként tervezi őket, olcsó lesz a cseréjük, és egy tartalék készlet már az első nyomtatási feladattal megrendelhető.

Vibráció, csavarok és betétek

A motorok és a propellerek az egész vázat rezgésbe hozzák, a vibráció pedig meglazítja a csavarokat a műanyagban. Gyakorlati szabályok:

• Használjon fém hőre lágyuló vagy bepréselhető betéteket azokhoz a csavarokhoz, amelyek motorokat, karokat vagy akkumulátorokat tartanak, vagy amelyeket gyakran nyitnak.
• Biztosítson a csavarfejeknek és anyáknak nagy felfekvési felületet vagy alátétet, hogy a szorítóerő eloszoljon a nylonon.
• A nylon lassan kúszik állandó szorítóerő alatt, melegben még inkább. Az első repülések után ellenőrizze a szorított kötéseket.
• A PA 12 meglehetősen merev, és önmagában nem szigeteli a vibrációt. Kamerákhoz használjon külön gumi vagy szilikon rezgéscsillapítókat a tartó és a váz között.

A motorokból, vezérlőkből és akkumulátorokból származó hő

A motorok, sebességszabályozók és akkumulátorok felmelegszenek, a PA 12 pedig a hőmérséklet emelkedésével meglágyul. A PA 2200 esetében az EOS 64 °C-os hőtorzulási hőmérsékletet ad meg 1,80 MPa-nál (57 °C a rétegekre merőlegesen) és 157 °C-ot 0,45 MPa-nál, valamint 176 °C-os olvadáspontot. Tartsa távol a terhelt elemeket, például a motortartókat és bilincseket a forró pontoktól, hagyjon levegőt a motorok és vezérlők körül, és kerülje azokat az alkatrészeket, amelyek közvetlenül egy meleg akkumulátorhoz nyomódnak.

Kültéren: napsütés és páratartalom

A PA 12 más nejlonokhoz képest kevés vizet szív fel, így a nyomtatott alkatrészek párás levegőn is megtartják méreteiket. A kezeletlen fehér PA 12 hosszú kültéri kitettség után besárgulhat és törékenyebbé válhat. Egy kültéren használt drón esetében ésszerű a festett alkatrészek (a fekete gyakori) használata, valamint a védőelemek és a talpak alkalmankénti ellenőrzése. A nyomtatott burkolatok nem automatikusan vízállóak: a szinterezett PA 12 felülete enyhén porózus, a tömítés pedig a kialakítástól és a tömítésektől függ. Nem tanúsítunk IP-besorolásokat.

Méret: ami egy darabban elfér

A mi EOS FORMIGA P 110 Velocis gépünk kamrája 200 × 250 × 330 mm. A tartók, bilincsek, védőelemek és a kis drónok vázai egy darabban elférnek. A nagyobb vázakat egy középső részre és karokra osztják, amelyeket csavaroznak, ami egy törött kar cseréjét is megkönnyíti. A kalkulátor ellenőrzi az illeszkedést, amikor feltölti a modellt.

Ahol a szénszál vagy az alumínium a jobb választás

Az EOS 1650 MPa húzási modulust ad meg a PA 2200 esetében, ami jóval elmarad a szénszálas lemeztől vagy az alumíniumtól. Versenyvázakhoz és hosszú, merev karokhoz általában a szénszálas lemezek maradnak a jobb választás. Az SLS nejlon ezek körül jeleskedik: tartók, bilincsek, védőelemek, burkolatok, adapterek, futóművek és új elrendezések prototípusai, ahol a formai szabadság és a szívósság fontosabb, mint a maximális merevség.

Ellenőrzőlista nyomtatott drónalkatrészekhez

• A belső sarkok lekerekítettek, nincsenek éles bevágások a terhelési útvonalakon.
• A hajlító alkatrészek úgy vannak tájolva, hogy a feszültség a rétegeken belül legyen.
• Körülbelül 0,8 mm feletti falak, tömör részek helyett bordák.
• Zárt üregenként legalább két, legalább 5 mm-es kivezető nyílás.
• Fémbetétek a rezgésnek kitett vagy gyakran nyitott csavarokhoz.
• A terhelt elemek távol a motoroktól, vezérlőktől és akkumulátoroktól.
• Kopóalkatrészek (talpak, védőelemek) különálló, cserélhető darabokként.
• Befér a 200 × 250 × 330 mm-es kamrába, vagy részekre van osztva.

Egy teljes repülőgépváz vagy egy hasznos teher rendszer esetében, amelyet meg kell tervezni és tesztelni kell, a prototype.builders szakemberei segíthetnek a tervezésben és a prototípusokban.

Gyakran ismételt kérdések

Jó az SLS nejlon drónalkatrészekhez?

Igen, tartókhoz, bilincsekhez, védőelemekhez, futóművekhez, akkumulátortálcákhoz és burkolatokhoz. A PA 12 könnyű (az EOS 0,93 g/cm³-t ad meg a PA 2200 esetében), szívós és nem igényel támasztószerkezeteket. Hosszú, merev karokhoz és versenyvázakhoz a szénszálas lemez általában merevebb.

Nyomtathatok 3D-ben egy egész drónvázat SLS-sel?

A kis vázak egy darabban elférnek a 200 × 250 × 330 mm-es kamránkban. A nagyobb vázakat egy középső részre és karokra osztják, amelyeket csavaroznak, ami egy sérült kar cseréjét is megkönnyíti.

Hogyan érhetem el, hogy a nyomtatott drónalkatrészek túléljék az ütközéseket?

Kerekítsen le minden belső sarkot, kerülje a bevágásokat a terhelési útvonalakon, tájolja a hajlító alkatrészeket úgy, hogy a feszültség a rétegeken belül legyen, és tervezze a talpakat és a védőelemeket különálló, cserélhető alkatrészekként.

A csavarok szorosak maradnak a nyomtatott nejlonban rezgés alatt?

A sima nyomtatott furatokba hajtott csavarok rezgés hatására meglazulhatnak. Motorokhoz, karokhoz és akkumulátorokhoz használjon fém hőre lágyuló vagy bepréselhető betéteket, nagy felfekvő felületeket vagy alátéteket, és az első repülések után ellenőrizze a rögzített kötéseket.

Milyen forróak lehetnek a nyomtatott drónalkatrészek?

Az EOS 64 °C-os hőtorzulási hőmérsékletet ad meg 1,80 MPa-nál és 157 °C-ot 0,45 MPa-nál a PA 2200 esetében, valamint 176 °C-os olvadáspontot. Tartsa távol a terhelt elemeket a motoroktól, vezérlőktől és akkumulátoroktól.

Milyen színek érhetők el a drónalkatrészekhez?

A fekete és a narancssárga raktáron van a normál átfutási idővel. Mind a 61 szín kiválasztható a kalkulátorban azonnali árral; a raktáron nem lévő színek szállítása körülbelül egy hónappal tovább tart.