Parti per droni stampate in 3D: supporti e telai leggeri e resistenti in nylon SLS

Perché il nylon SLS è adatto alle parti per droni

• Leggero: EOS indica una densità di 0,93 g/cm³ per le parti realizzate in PA 2200, la polvere che stampiamo. È più leggero dell'acqua e circa un terzo della densità dell'alluminio.
• Resistente piuttosto che fragile: EOS indica un allungamento a rottura del 18 % all'interno degli strati. Un supporto in nylon tende a piegarsi prima di rompersi, il che aiuta in un atterraggio brusco.
• Nessun supporto: canali per cavi, nervature interne, clip e sottosquadri si stampano senza strutture di supporto, quindi una parte può sostituirne diverse.
• Piccole serie e varianti: nessuno stampo, quindi un supporto per una fotocamera diversa o un morsetto per braccio modificato è semplicemente un altro file nello stesso ordine.
• Colore: ogni parte è perlata con microsfere di vetro e lucidata; il nero e l'arancione sono disponibili a magazzino, e le protezioni e i pattini arancioni sono facili da vedere nell'erba.

Tipiche parti per droni stampate

Peso: progettate leggero, non solo sottile

Il peso su un drone costa tempo di volo, ma la parte più leggera è raramente quella con le pareti più sottili. Le pareti sottili sono fragili durante la manipolazione e in caso di incidente. Modi migliori per risparmiare massa:

• Nervature invece di sezioni piene. Una piastra sottile con nervature è più rigida per grammo rispetto a una piastra piatta spessa.
• Sezioni spesse cave. Una cavità chiusa deve essere in grado di rilasciare la polvere: il calcolatore prevede almeno due fori di sfogo di almeno 5 mm per ogni cavità chiusa. Vedete parti cave e fori di sfogo.
• Mantenete le pareti al di sopra di circa 0,8 mm. Il calcolatore avvisa in caso di pareti inferiori a circa 0,8 mm; pareti di circa 1,5 - 3 mm producono parti robuste.
• Rimuovete il materiale dove non c'è carico. Aperture e tasche in aree a basso stress non costano nulla da stampare.

Le regole generali si trovano nelle linee guida di progettazione SLS.

Incidenti, intagli e direzione di stampa

I valori che EOS pubblica per il PA 2200 mostrano dove si rompe il nylon stampato. Senza intaglio, EOS indica una resistenza all'urto Charpy di 53 kJ/m²; con un intaglio, 4,8 kJ/m². Uno spigolo interno vivo o un piccolo intaglio tolgono quindi la maggior parte della resistenza agli urti. Arrotondate ogni angolo interno, specialmente dove un braccio incontra la piastra centrale, dove un pattino incontra il corpo e attorno ai fori delle viti.

Anche la direzione è importante. EOS indica un allungamento a rottura del 18 % all'interno degli strati e del 4 % attraverso di essi, e una resistenza alla trazione di 48 MPa e 42 MPa. Le parti che si piegano in un incidente, come pattini, protezioni e bracci, sono orientate meglio in modo che la deformazione da flessione si trovi all'interno degli strati. Maggiori informazioni in quanto è resistente il nylon SLS.

Pianificate i danni: i pattini e le protezioni sono parti soggette a usura. Progettarli come pezzi separati e imbullonati li rende economici da sostituire, e un set di ricambio può essere ordinato con il primo lavoro di stampa.

Vibrazioni, viti e inserti

I motori e le eliche fanno vibrare l'intera cellula, e le vibrazioni allentano le viti nella plastica. Regole pratiche:

• Usate inserti metallici a caldo o a pressione per le viti che trattengono motori, bracci o batterie, o che vengono aperte spesso.
• Date alle teste delle viti e ai dadi un'ampia superficie di appoggio o una rondella, in modo che la forza di serraggio sia distribuita sul nylon.
• Il nylon subisce un lento scorrimento viscoso sotto una forza di serraggio costante, maggiormente quando è caldo. Controllate i giunti serrati dopo i primi voli.
• Il PA 12 è abbastanza rigido e non isola le vibrazioni da solo. Per le fotocamere, usate ammortizzatori separati in gomma o silicone tra il supporto e il telaio.

Calore da motori, controller e batterie

I motori, i controller di velocità e le batterie si scaldano, e il PA 12 si ammorbidisce all'aumentare della temperatura. Per il PA 2200, EOS indica una temperatura di deflessione termica di 64 °C a 1,80 MPa (57 °C attraverso gli strati) e 157 °C a 0,45 MPa, e un punto di fusione di 176 °C. Tenete le parti sotto carico come i supporti per motori e i morsetti lontane dai punti caldi, lasciate aria attorno ai motori e ai controller, ed evitate le parti che premono direttamente su una batteria calda.

All'aperto: sole e umidità

Il PA 12 assorbe poca acqua rispetto ad altri nylon, quindi le parti stampate mantengono le loro dimensioni nell'aria umida. Il PA 12 bianco non trattato può ingiallire e diventare più fragile dopo una lunga esposizione all'aperto. Per un drone che vive all'aperto, le parti tinte (il nero è comune) e un controllo occasionale di protezioni e pattini sono sensati. Gli alloggiamenti stampati non sono automaticamente impermeabili: il PA 12 sinterizzato ha una superficie leggermente porosa e la tenuta dipende dal design e dalle guarnizioni. Non certifichiamo i gradi di protezione IP.

Dimensioni: cosa entra in un solo pezzo

La nostra EOS FORMIGA P 110 Velocis ha una camera di 200 × 250 × 330 mm. Supporti, morsetti, protezioni e i telai di piccoli droni entrano in un solo pezzo. I telai più grandi sono divisi in una sezione centrale e bracci imbullonati insieme, il che rende anche facile sostituire un braccio rotto. Il calcolatore verifica l'adattamento quando carica il modello.

Dove la fibra di carbonio o l'alluminio sono la scelta migliore

EOS indica un modulo di trazione di 1.650 MPa per il PA 2200, molto al di sotto della piastra in fibra di carbonio o dell'alluminio. Per i telai da corsa e i bracci lunghi e rigidi, le piastre in fibra di carbonio rimangono di solito la scelta migliore. Il nylon SLS brilla intorno a loro: supporti, morsetti, protezioni, alloggiamenti, adattatori, carrelli di atterraggio e prototipi di nuovi layout, dove la libertà di forma e la tenacità contano più della massima rigidità.

Lista di controllo per le parti stampate dei droni

• Angoli interni arrotondati, nessuna tacca affilata nei percorsi di carico.
• Parti flessibili orientate in modo che la deformazione si trovi all'interno degli strati.
• Pareti superiori a circa 0,8 mm, nervature invece di sezioni piene.
• Almeno due fori di fuga di almeno 5 mm per cavità chiusa.
• Inserti metallici per viti soggette a vibrazioni o aperte spesso.
• Elementi sotto carico lontani da motori, controller e batterie.
• Parti soggette a usura (pattini, protezioni) come pezzi separati e sostituibili.
• Si adatta alla camera di 200 × 250 × 330 mm, oppure è diviso in parti.

Per una cellula completa o un sistema di carico utile che deve essere progettato e testato, gli specialisti di prototype.builders possono aiutare con il design e i prototipi.

Domande frequenti

Il nylon SLS è adatto per le parti dei droni?

Sì, per supporti, morsetti, protezioni, carrelli di atterraggio, vassoi per batterie e alloggiamenti. Il PA 12 è leggero (EOS indica 0,93 g/cm³ per il PA 2200), tenace e non necessita di strutture di supporto. Per bracci lunghi e rigidi e telai da corsa, la piastra in fibra di carbonio è solitamente più rigida.

Posso stampare in 3D un intero telaio di drone in SLS?

I telai piccoli entrano in un solo pezzo nella nostra camera di 200 × 250 × 330 mm. I telai più grandi sono divisi in una sezione centrale e bracci imbullonati insieme, il che rende anche facile sostituire un braccio danneggiato.

Come faccio a far sopravvivere agli urti le parti stampate dei droni?

Arrotondi tutti gli angoli interni, eviti le tacche nei percorsi di carico, orienti le parti flessibili in modo che la deformazione si trovi all'interno degli strati e progetti pattini e protezioni come parti separate e sostituibili.

Le viti rimangono strette nel nylon stampato sotto vibrazione?

Le viti nei semplici fori stampati possono allentarsi sotto vibrazione. Per motori, bracci e batterie, utilizzi inserti metallici inseriti a caldo o a pressione, ampie superfici di appoggio o rondelle, e controlli i giunti bloccati dopo i primi voli.

Quanto possono scaldarsi le parti stampate dei droni?

EOS indica una temperatura di deflessione termica di 64 °C a 1,80 MPa e 157 °C a 0,45 MPa per il PA 2200, e un punto di fusione di 176 °C. Tenga gli elementi sotto carico lontani da motori, controller e batterie.

Quali colori sono disponibili per le parti dei droni?

Il nero e l'arancione sono in stock con i normali tempi di consegna. Tutti i 61 colori possono essere scelti nel calcolatore con un prezzo istantaneo; i colori che non sono in stock richiedono circa un mese in più per la consegna.