3D-geprinte drone-onderdelen: lichte, sterke bevestigingen en frames in SLS nylon

Waarom SLS nylon geschikt is voor drone-onderdelen

• Licht: EOS geeft een dichtheid van 0,93 g/cm³ voor onderdelen gemaakt van PA 2200, het poeder dat we printen. Dat is lichter dan water en ongeveer een derde van de dichtheid van aluminium.
• Taai in plaats van broos: EOS geeft een rek bij breuk van 18 % binnen de lagen. Een nylon bevestiging buigt meestal voordat hij barst, wat helpt bij een harde landing.
• Geen supports: kabelgoten, interne ribben, clips en ondersnijdingen printen zonder ondersteuningsstructuren, zodat één onderdeel meerdere kan vervangen.
• Kleine series en varianten: geen matrijs, dus een bevestiging voor een andere camera of een aangepaste armklem is simpelweg een ander bestand in dezelfde bestelling.
• Kleur: elk onderdeel wordt met glasparels gestraald en gepolijst; zwart en oranje zijn op voorraad, en oranje beschermers en skids zijn goed zichtbaar in het gras.

Typische geprinte drone-onderdelen

Gewicht: ontwerp licht, niet alleen dun

Gewicht op een drone kost vliegtijd, maar het lichtste onderdeel is zelden degene met de dunste wanden. Dunne wanden zijn kwetsbaar tijdens hantering en bij een crash. Betere manieren om massa te besparen:

• Ribben in plaats van massieve delen. Een dunne plaat met ribben is stijver per gram dan een dikke platte plaat.
• Holle dikke delen. Een gesloten holte moet het poeder kunnen loslaten: de calculator verwacht minstens twee ontsnappingsgaten van minimaal 5 mm per gesloten holte. Zie holle onderdelen en ontsnappingsgaten.
• Houd wanden boven ongeveer 0,8 mm. De calculator waarschuwt voor wanden onder ruwweg 0,8 mm; wanden van ongeveer 1,5 tot 3 mm geven robuuste onderdelen.
• Verwijder materiaal waar de belasting niet komt. Opening en uitsparingen in gebieden met weinig spanning kosten niets om te printen.

De algemene regels staan in de SLS ontwerprichtlijnen.

Crashes, inkepingen en printrichting

De waarden die EOS publiceert voor PA 2200 laten zien waar geprint nylon breekt. Zonder inkeping geeft EOS een Charpy-slagvastheid van 53 kJ/m²; met een inkeping 4,8 kJ/m². Een scherpe binnenhoek of een kleine inkeping neemt daarom het grootste deel van de slagvastheid weg. Rond elke binnenhoek af, vooral waar een arm de middenplaat raakt, waar een skid de behuizing raakt en rond schroefgaten.

Richting is ook belangrijk. EOS geeft een rek bij breuk van 18 % binnen de lagen en 4 % eroverheen, en een treksterkte van 48 MPa en 42 MPa. Onderdelen die buigen bij een crash, zoals skids, beschermers en armen, kunnen het beste zo worden georiënteerd dat de buigspanning binnen de lagen ligt. Meer in hoe sterk SLS nylon is.

Plan voor schade: skids en beschermers zijn slijtageonderdelen. Door ze als afzonderlijke, vastgeschroefde stukken te ontwerpen, zijn ze goedkoop te vervangen, en een reserveset kan bij de eerste printopdracht worden besteld.

Trillingen, schroeven en inserts

Motoren en propellers laten het hele frame trillen, en trillingen maken schroeven in plastic los. Praktische regels:

• Gebruik metalen heat-set of inpers-inserts voor schroeven die motoren, armen of batterijen vasthouden, of die vaak worden geopend.
• Geef schroefkoppen en moeren een groot draagvlak of een ring, zodat de klemkracht over het nylon wordt verdeeld.
• Nylon kruipt langzaam onder constante klemkracht, meer wanneer het warm is. Controleer geklemde verbindingen na de eerste vluchten.
• PA 12 is vrij stijf en isoleert trillingen niet vanzelf. Gebruik voor camera's aparte rubberen of siliconen dempers tussen de bevestiging en het frame.

Warmte van motoren, controllers en batterijen

Motoren, snelheidsregelaars en batterijen worden warm, en PA 12 wordt zachter naarmate de temperatuur stijgt. Voor PA 2200 geeft EOS een warmtevervormingstemperatuur van 64 °C bij 1,80 MPa (57 °C over de lagen) en 157 °C bij 0,45 MPa, en een smeltpunt van 176 °C. Houd belaste elementen zoals motorbevestigingen en klemmen uit de buurt van hete plekken, laat lucht rond motoren en controllers, en vermijd onderdelen die direct op een warme batterij drukken.

Buiten: zon en vochtigheid

PA 12 neemt weinig water op in vergelijking met andere nylons, waardoor geprinte onderdelen hun afmetingen behouden in vochtige lucht. Onbehandeld wit PA 12 kan vergelen en brozer worden na langdurige blootstelling aan de buitenlucht. Voor een drone die buiten leeft, zijn geverfde onderdelen (zwart is gebruikelijk) en een incidentele controle van beschermkappen en landingsgestellen verstandig. Geprinte behuizingen zijn niet automatisch waterdicht: gesinterd PA 12 heeft een licht poreus oppervlak en de afdichting hangt af van het ontwerp en de pakkingen. Wij certificeren geen IP-classificaties.

Grootte: wat in één stuk past

Onze EOS FORMIGA P 110 Velocis heeft een kamer van 200 × 250 × 330 mm. Houders, klemmen, beschermkappen en de frames van kleine drones passen in één stuk. Grotere frames worden opgesplitst in een middendeel en armen die aan elkaar worden geschroefd, wat het ook gemakkelijk maakt om een kapotte arm te vervangen. De calculator controleert de pasvorm wanneer je het model uploadt.

Waar koolstofvezel of aluminium de betere keuze is

EOS geeft een trekmodulus van 1.650 MPa voor PA 2200, ver onder koolstofvezelplaat of aluminium. Voor raceframes en lange, stijve armen blijven koolstofvezelplaten meestal de betere keuze. SLS nylon blinkt daaromheen uit: houders, klemmen, beschermkappen, behuizingen, adapters, landingsgestellen en prototypes van nieuwe lay-outs, waarbij vormvrijheid en taaiheid belangrijker zijn dan maximale stijfheid.

Checklist voor geprinte drone-onderdelen

• Binnenhoeken afgerond, geen scherpe inkepingen in belastingspaden.
• Buigende onderdelen zo georiënteerd dat de spanning binnen de lagen ligt.
• Wanden dikker dan ongeveer 0,8 mm, ribben in plaats van massieve delen.
• Minimaal twee ontsnappingsgaten van minimaal 5 mm per gesloten holte.
• Metalen inzetstukken voor schroeven onder trilling of die vaak worden geopend.
• Belaste elementen uit de buurt van motoren, controllers en batterijen.
• Slijtageonderdelen (landingsgestellen, beschermkappen) als afzonderlijke, vervangbare stukken.
• Past in de kamer van 200 × 250 × 330 mm, of opgesplitst in onderdelen.

Voor een compleet casco of een payloadsysteem dat moet worden ontworpen en getest, kunnen de specialisten van prototype.builders helpen met het ontwerp en de prototypes.

Veelgestelde vragen

Is SLS nylon goed voor drone-onderdelen?

Ja, voor houders, klemmen, beschermkappen, landingsgestellen, batterijhouders en behuizingen. PA 12 is licht (EOS geeft 0,93 g/cm³ voor PA 2200), taai en heeft geen ondersteuningsstructuren nodig. Voor lange, stijve armen en raceframes is koolstofvezelplaat meestal stijver.

Kan ik een heel droneframe 3D-printen in SLS?

Kleine frames passen in één stuk in onze kamer van 200 × 250 × 330 mm. Grotere frames worden opgesplitst in een middendeel en armen die aan elkaar worden geschroefd, wat het ook gemakkelijk maakt om een beschadigde arm te vervangen.

Hoe zorg ik ervoor dat geprinte drone-onderdelen crashes overleven?

Rond alle binnenhoeken af, vermijd inkepingen in belastingspaden, oriënteer buigende onderdelen zo dat de spanning binnen de lagen ligt, en ontwerp landingsgestellen en beschermkappen als afzonderlijke, vervangbare onderdelen.

Blijven schroeven vastzitten in geprint nylon onder trilling?

Schroeven in gewone geprinte gaten kunnen losraken onder trilling. Gebruik voor motoren, armen en batterijen metalen inzetstukken (heat-set of press-in), grote draagvlakken of sluitringen, en controleer geklemde verbindingen na de eerste vluchten.

Hoe heet kunnen geprinte drone-onderdelen worden?

EOS geeft een warmtevervormingstemperatuur van 64 °C bij 1,80 MPa en 157 °C bij 0,45 MPa voor PA 2200, en een smeltpunt van 176 °C. Houd belaste elementen uit de buurt van motoren, controllers en batterijen.

Welke kleuren zijn beschikbaar voor drone-onderdelen?

Zwart en oranje zijn op voorraad met de normale levertijd. Alle 61 kleuren kunnen in de calculator worden gekozen met een directe prijs; de kleuren die niet op voorraad zijn, duren ongeveer een maand langer om te leveren.