3D-utskrivna drönardelar: Lätta, tåliga fästen och ramar i SLS-nylon

Varför SLS-nylon passar för drönardelar

• Lätt: EOS anger en densitet på 0,93 g/cm³ för delar tillverkade av PA 2200, det pulver vi skriver ut med. Det är lättare än vatten och ungefär en tredjedel av aluminiums densitet.
• Segt snarare än sprött: EOS anger en brottöjning på 18 % inom lagren. Ett nylonfäste tenderar att böjas innan det spricker, vilket hjälper vid en hård landning.
• Inga stödstrukturer: kabelkanaler, inre ribbor, clips och underskärningar skrivs ut utan stödstrukturer, så en del kan ersätta flera.
• Små serier och varianter: ingen gjutform behövs, så ett fäste för en annan kamera eller en modifierad armklämma är helt enkelt en annan fil i samma beställning.
• Färg: varje del glasblästras och poleras; svart och orange finns i lager, och orangea skydd och medar är lätta att se i gräs.

Typiska utskrivna drönardelar

Vikt: designa lätt, inte bara tunt

Vikt på en drönare kostar flygtid, men den lättaste delen är sällan den med de tunnaste väggarna. Tunna väggar är ömtåliga vid hantering och vid en krasch. Bättre sätt att spara massa:

• Ribbor istället för solida sektioner. En tunn platta med ribbor är styvare per gram än en tjock platt skiva.
• Ihåliga tjocka sektioner. Ett slutet hålrum måste kunna släppa ut pulvret: kalkylatorn förväntar sig minst två dräneringshål på minst 5 mm per slutet hålrum. Se ihåliga delar och dräneringshål.
• Håll väggarna över cirka 0,8 mm. Kalkylatorn varnar för väggar under ungefär 0,8 mm; väggar på cirka 1,5 till 3 mm ger robusta delar.
• Ta bort material där belastningen inte hamnar. Öppningar och fickor i områden med låg påfrestning kostar inget att skriva ut.

De allmänna reglerna finns i SLS designriktlinjer.

Krascher, skåror och utskriftsriktning

De värden EOS publicerar för PA 2200 visar var utskriven nylon går sönder. Utan skåra anger EOS en Charpy-slaghållfasthet på 53 kJ/m²; med en skåra, 4,8 kJ/m². Ett skarpt inre hörn eller en liten skåra tar därför bort det mesta av slagtåligheten. Runda av varje inre hörn, särskilt där en arm möter mittplattan, där en mede möter kroppen och runt skruvhål.

Riktningen spelar också roll. EOS anger en brottöjning på 18 % inom lagren och 4 % tvärs över dem, samt en draghållfasthet på 48 MPa och 42 MPa. Delar som böjs vid en krasch, såsom medar, skydd och armar, orienteras bäst så att böjpåkänningen ligger inom lagren. Mer i hur stark SLS-nylon är.

Planera för skador: medar och skydd är slitdelar. Att designa dem som separata, fastskruvade delar gör dem billiga att byta ut, och en extra uppsättning kan beställas med det första utskriftsjobbet.

Vibrationer, skruvar och insatser

Motorer och propellrar får hela flygkroppen att vibrera, och vibrationer lossar skruvar i plast. Praktiska regler:

• Använd värme- eller pressinsatser av metall för skruvar som håller motorer, armar eller batterier, eller som öppnas ofta.
• Ge skruvhuvuden och muttrar en stor anläggningsyta eller en bricka, så att klämkraften sprids över nylonet.
• Nylon kryper långsamt under konstant klämkraft, mer när det är varmt. Kontrollera fastklämda fogar efter de första flygningarna.
• PA 12 är ganska styvt och isolerar inte vibrationer i sig självt. För kameror, använd separata gummi- eller silikondämpare mellan fästet och ramen.

Värme från motorer, styrenheter och batterier

Motorer, hastighetsregulatorer och batterier blir varma, och PA 12 mjuknar när temperaturen stiger. För PA 2200 anger EOS en värmedeflektionstemperatur på 64 °C vid 1,80 MPa (57 °C tvärs över lagren) och 157 °C vid 0,45 MPa, samt en smältpunkt på 176 °C. Håll belastade detaljer som motorfästen och klämmor borta från varma punkter, lämna luft runt motorer och styrenheter, och undvik delar som trycker direkt mot ett varmt batteri.

Utomhus: sol och fuktighet

PA 12 absorberar lite vatten jämfört med andra nylonsorter, så utskrivna delar behåller sina dimensioner i fuktig luft. Obehandlad vit PA 12 kan gulna och bli sprödare efter långvarig exponering utomhus. För en drönare som lever utomhus är färgade delar (svart är vanligt) och en tillfällig kontroll av skydd och medar förnuftigt. Utskrivna höljen är inte automatiskt vattentäta: sintrad PA 12 har en något porös yta, och tätningen beror på designen och packningarna. Vi certifierar inte IP-klassningar.

Storlek: vad som ryms i ett stycke

Vår EOS FORMIGA P 110 Velocis har en kammare på 200 × 250 × 330 mm. Fästen, klämmor, skydd och ramar till små drönare ryms i ett stycke. Större ramar delas upp i en mittsektion och armar som skruvas ihop, vilket också gör en trasig arm lätt att byta ut. Kalkylatorn kontrollerar passformen när du laddar upp modellen.

När kolfiber eller aluminium är det bättre valet

EOS anger en dragmodul på 1 650 MPa för PA 2200, långt under kolfiberplattor eller aluminium. För racingramar och långa, styva armar förblir kolfiberplattor oftast det bättre valet. SLS-nylon glänser runt dem: fästen, klämmor, skydd, höljen, adaptrar, landningsställ och prototyper av nya layouter, där formfrihet och seghet spelar större roll än maximal styvhet.

Checklista för utskrivna drönardelar

• Inre hörn avrundade, inga skarpa skåror i belastningsvägar.
• Böjande delar orienterade så att töjningen ligger inom lagren.
• Väggar över cirka 0,8 mm, ribbor istället för solida sektioner.
• Minst två dräneringshål på minst 5 mm per slutet hålrum.
• Metallinsatser för skruvar under vibration eller som öppnas ofta.
• Belastade funktioner borta från motorer, styrenheter och batterier.
• Slitdelar (medar, skydd) som separata, utbytbara delar.
• Får plats i kammaren på 200 × 250 × 330 mm, eller uppdelad i delar.

För ett komplett flygskrov eller ett nyttolastsystem som måste konstrueras och testas kan specialisterna på prototype.builders hjälpa till med designen och prototyperna.

Vanliga frågor

Är SLS-nylon bra för drönardelar?

Ja, för fästen, klämmor, skydd, landningsställ, batterifack och höljen. PA 12 är lätt (EOS anger 0,93 g/cm³ för PA 2200), segt och behöver inga stödstrukturer. För långa, styva armar och racingramar är kolfiberplattor oftast styvare.

Kan jag 3D-skriva ut en hel drönarram i SLS?

Små ramar ryms i ett stycke i vår kammare på 200 × 250 × 330 mm. Större ramar delas upp i en mittsektion och armar som skruvas ihop, vilket också gör en skadad arm lätt att byta ut.

Hur får jag utskrivna drönardelar att överleva krascher?

Avrunda alla inre hörn, undvik skåror i belastningsvägar, orientera böjande delar så att töjningen ligger inom lagren, och designa medar och skydd som separata, utbytbara delar.

Sitter skruvar fast i utskriven nylon under vibration?

Skruvar i vanliga utskrivna hål kan lossna under vibration. För motorer, armar och batterier, använd värme- eller pressinsatser av metall, stora anläggningsytor eller brickor, och kontrollera klämförband efter de första flygningarna.

Hur varma kan utskrivna drönardelar bli?

EOS anger en värmedeflektionstemperatur på 64 °C vid 1,80 MPa och 157 °C vid 0,45 MPa för PA 2200, och en smältpunkt på 176 °C. Håll belastade funktioner borta från motorer, styrenheter och batterier.

Vilka färger finns tillgängliga för drönardelar?

Svart och orange finns i lager med normal ledtid. Alla 61 färger kan väljas i kalkylatorn med ett omedelbart pris; de färger som inte finns i lager tar ungefär en månad längre att leverera.