Если вы хотите создать дрон на 3D-принтере с нуля или сделать апгрейд квадрокоптера, читайте дальше, чтобы узнать как это сделать.

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА)

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА)

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА), обычно известные как дроны, представляют собой транспортные средства, способные работать автономно. Дрон не ограничивается самолетом; это может быть автомобиль, лодка или даже судно на воздушной подушке. Однако в основном этот термин используется для обозначения летательного аппарата. Их также обычно называют мультикоптерами или квадрокоптерами.

В целом, БПЛА механически очень просты и состоят из рамы, полетного контроллера, двигателей, пропеллеров, контроллеров скорости и камерами с видом от первого лица (FPV).

Для развлекательных дронов 3D-печать может стать отличным способом изготовления множества деталей. Это может быть что угодно, от защитных бамперов и креплений для камеры до деталей, которые добавляют функциональности.

В этой статье мы рассмотрим основы, которые следует учитывать при 3D-печати деталей дрона, а также типы деталей для печати и где найти модели и ресурсы. Затем мы завершим работу несколькими проектами, которые помогут вам начать. Но сначала, зачем вам вообще нужно печатать детали на 3D-принтере? Читай дальше что бы узнать!

Недорого

преимущество 3D-печати

Главное преимущество 3D-печати деталей в том, что они могут быть полностью индивидуализированы. Кроме того, недорого (при условии, что у вас уже есть принтер и филамент), а дизайн можно быстро переработать от начальной до конечной версии.

Печатные детали могут быть любого цвета и материала. Лучше всего использовать филамент с лучшими механическими свойствами для детали. Например, можно использовать ТПУ (Термопластичный полиуретан) и нейлон для защиты пропеллеров.

Крепление лучше всего напечатать из ТПУ, так как он гасит вибрацию от рамы и стабильно удерживает дрон на месте, а прочный нейлон может гасить удары и защищать как пропеллер, так и объект соприкосновения.

Еще один плюс при использовании 3D-печати — их невысокая плотность. С помощью слайсера можно отрегулировать процент заполнения при 3D-печати, для значительного снижения веса, что играет большую роль подъемной силы дрона.

Детали дрона полностью изменяемы и можно быстро перепечатать. Например, при проектировании навеса первая версия может быть напечатана из недорогого филамента, такого как PLA, а затем довести до финишных результатов. Когда модель будет законченной, ее можно будет напечатать из более дорогого материала, такого как углеродное волокно, нейлон или даже, если финансирование позволяет из углеродного волокна PEEK.

Кроме того, сломанную деталь дрона можно легко восстановить с помощью 3D-принтера. Несмотря на то, что многие розничные продавцы предлагают быструю доставку, это скорее всего не быстрее, чем 3D-печать детали самостоятельно.

Внимание

Хотя 3D-печать открывает целый новый мир возможностей с точки зрения функционала, самое важное о чем следует помнить, — это вес вашего дрона. Не все, что можно распечатать и установить, должно быть! Каждый грамм самолета влияет на время полета и характеристики, особенно на квадрокоптерах. Таким образом, для длительного полета, камера и ее крепления, устройство отслеживания и механизм падения не являются необходимыми атрибутом дрона.

В России новые правила требуют для регистрации БПЛА весом более 250 граммов. Таким образом, спрос на квадрокоптеры с массой ниже этого предела значительно вырос.

Какой пластик использовать

Основной пластик на дронах

Основной пластик на дронах, особенно на мини-квадрокоптерах — это ТПУ. Потому что он очень гибкий и может деформироваться при ударе, поглощая энергию и защищая детали к которым прилегает. Поскольку он гибкий, он также может поглощать неприятные дефекты видео полета. К счастью, это стало меньшей проблемой с выпуском стабилизации в камере.

Еще один подходящий материал — нейлон . Он жестче, чем ТПУ, но все же имеет некоторую гибкость.

Функциональность

Основными деталями, напечатанными на ТПУ, являются бамперы, крепления для камеры, крепления для антенны и защита пропеллера. Нейлон также можно использовать для защиты пропеллера, но он встречается реже, потому что его труднее печатать.

Хотя ТПУ и нейлон имеют составляющую часть дрона, они подходят не для всех деталей. Для жесткости и прочности, рекомендуется такой материал, как нейлон армированный углеродным волокном. Филамент имеет преимущества над стандартным нейлоном и также жестче углеродного волокна. Кроме того его легче печатать, чем нейлон, поскольку он меньше коробится и лучше прилипает к рабочему столу.

Один из способов защитить нижнюю часть дрона — это напечатать на 3D-принтере «ножки». Они особенно полезны при полете над бетонной поверхностью. Идеальным материалом для этого был бы нейлон армированный углеродным волокном. Можно напечатать их из ТПУ, но стойкость к истиранию будет не такой хорошей.

Типы деталей

Стабилизатор

Стабилизатор для дрона

Если вам нравятся гоночные квадрокоптеры, то вам стоит попробовать стабилизаторы с верхним креплением. Он должны помочь с режимом, известным как «черепаха». При посадке дрона вверх ногами, два двигателя можно переключить вращение в обратную сторону, чтобы перевернуть дрон, что позволит вам снова взлететь (и завершить гонку). Чаще всего они печатаются из ТПУ, а иногда из нейлона.

Крепления для антенн

Если вы летаете с FPV, антенна видеопередатчика имеет важное значение. Таким образом, существует множество вариантов монтажа этих деталей.

Если аппарат предназначен для полетов на большие расстояния, то закрыть активную часть антенны в ТПУ — не лучшая идея, поскольку это отрицательно скажется на видеосигнале. Помните, что вы должны оставаться в пределах прямой видимости.

Также можно включить отслеживание головы FPV, если камера FPV установлена ​​на 2-х осевом подвесе,что позволяет ей перемещаться в двух или трех измерениях в зависимости от ваших очков. Таким образом, камера перемещается относительно вашей головы, погружая вас в полет. Для этого вам следует использовать негибкий материал, такой как PETG , ABS. Жесткость необходима для устранения люфта в деталях.

Функционал

Если полет FPV или гонки не для вас, вы всегда можете распечатать детали для увеличения функциональности. Возможно, стабилизатор камеры для аэрофотосъемки или видеосъемки или механизм для переноски и падения предметов. Для карданного подвеса движущиеся части должны быть напечатаны на негибком материале, чтобы исключить люфт. При установке стабилизатора на самолет должна быть гибкая деталь, изолирующая его от вибрации.

Защита

Защита аппаратуры

Наконец, еще одним хорошим вариантом для печати являются детали для защиты аппаратуры, таких как ручки управления радиопередатчика. Они могут быть из гибкого или негибкого материала, в зависимости от ваших требований.

Источники моделей дронов

GrabCAD

Thingiverse — отличный бесплатный ресурс для поиска креплений для общедоступных камер (GoPro , Insta 360 и т.д.) и рам (TBS Source One , ImpulseRC , Iflight и т.д.).

GrabCAD — еще один бесплатный ресурс, который предлагает больше инженерных моделей, однако в списке еще есть модели, связанные с квадрокоптерами. Обратите внимание, что для загрузки моделей вам потребуется учетная запись (но не в случае с Thingiverse).

Если вы загружаете модели из каких-либо репозиториев (включая указанные выше веб-сайты), обязательно проверьте лицензию, под которой они находятся. Может случиться так, что вы можете свободно продать модель или вам может потребоваться указать оригинального дизайнера.

Если у вас есть конкретная рамка и камера, часто у производителя есть дизайн, доступный для загрузки и печати.

Если вы нигде не можете найти то, что вам нужно, вы можете спроектировать свои собственные детали в программном обеспечении САПР или поручить кому-нибудь их разработать для вас.

Проекты, которые помогут вам начать

Единственный реальный минус того, что вы можете напечатать — это ваше воображение! Вам нужно будет учитывать предполагаемый функционал как аппарата, так и деталей, а также вес.

Ознакомьтесь со следующими идеями от Thingiverse о том, что можно печатать, будь то целые модели или только отдельные части:

Квадрокоптер: семейство рам, которые можно полностью напечатать на 3D-принтере (десятки версий и ремиксов);
Защита стика: защищает ручки на передатчиках RC во время транспортировки;
Дрон с защитой: пример навеса, который может нести GoPro (на фото выше).

Источник