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傳統(tǒng)工藝3D打印在無人機(jī)領(lǐng)域的四大優(yōu)勢(shì)

2016-10-15 07:08 性質(zhì)：轉(zhuǎn)載 來源：科技傳媒網(wǎng)
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在2015年11月迪拜航空展上，美國(guó)無人飛行器制造商AuroraFlightSciences和3D打印公司Stratasys聯(lián)合推出了世界首架3D打印噴氣式無人機(jī)，航速可達(dá)241km/h。它的面...

在2015年11月迪拜航空展上，美國(guó)無人飛行器制造商AuroraFlightSciences和3D打印公司Stratasys聯(lián)合推出了世界首架3D打印噴氣式無人機(jī)，航速可達(dá)241km/h。它的面世也意味著人類3D打印的技術(shù)又上了一個(gè)臺(tái)階。這駕高速無人機(jī)翼展3米，重量15千克，由Aurora設(shè)計(jì)，Stratasys生產(chǎn)。據(jù)了解，該3D打印無人機(jī)80%的組件都是借助熔融沉積造型術(shù)（FDM）制造，機(jī)身則用尼龍材料打印而成，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管則為金屬，耐熱性能好。


3D打印無人機(jī)

3D打印技術(shù)在無人機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域已經(jīng)初現(xiàn)崢嶸。充分利用3D打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)、盡量規(guī)避其風(fēng)險(xiǎn)將成為重中之重。本文將以此為出發(fā)點(diǎn)，從3D打印技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)分析其在無人機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域的作用。

3D打印技術(shù)用于無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的4大優(yōu)勢(shì)

1.時(shí)效性

3D打印技術(shù)在無人機(jī)領(lǐng)域多應(yīng)用于原型機(jī)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，可以快速、低成本地制作原型機(jī)。

無人機(jī)設(shè)計(jì)需要多次迭代，而傳統(tǒng)的加工與裝配工藝在這樣的反復(fù)迭代過程中將耗費(fèi)大量人力物力財(cái)力與時(shí)間。而完全不需開模的3D打印技術(shù)大大縮短了迭代周期，可快速制造、驗(yàn)證原型機(jī)，加速了產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到實(shí)際使用的時(shí)間間隔，提升了企業(yè)的效率。驗(yàn)證后的原型機(jī)也可用于展示，這就大大加快了產(chǎn)品面市速度，由此也增強(qiáng)了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

2012年弗吉尼亞大學(xué)研制出第三架3D打印飛機(jī)，團(tuán)隊(duì)工程師大衛(wèi)-舍弗爾稱：“以前光設(shè)計(jì)建造一個(gè)塑料渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)就需要兩年時(shí)間，成本約25萬美元。但使用3D技術(shù)，設(shè)計(jì)和建造這架飛機(jī)僅用4個(gè)月，成本大約2000美元?！鄙a(chǎn)周期的縮短是顯而易見的。

2.經(jīng)濟(jì)性

3D打印“加法”的生產(chǎn)方式?jīng)]有切割、磨削、腐蝕等；“減法”流程，實(shí)現(xiàn)原材料“需要多少用多少”，大大提高利用率，控制廢料的產(chǎn)生；“一次成型”省去了模具、夾具和加工工具的費(fèi)用；“本地化”生產(chǎn)模式省去了廠房和生產(chǎn)線的前期投入，以及中間的運(yùn)輸儲(chǔ)存成本。

CrucibleIndustrialDesign公司為空客A380上853個(gè)座位3D打印了帶扣，每個(gè)帶扣比傳統(tǒng)鋼制帶扣質(zhì)量減少85g，按飛機(jī)全壽命每減1kg可省45000L燃油計(jì)算，這會(huì)節(jié)省330萬L燃油，價(jià)值2億歐元的運(yùn)營(yíng)成本。

3.制造復(fù)雜零件優(yōu)勢(shì)明顯

就傳統(tǒng)制造而言，物體形狀越復(fù)雜，制造成本越高。對(duì)3D打印機(jī)而言，制造形狀復(fù)雜的物品成本不增加，制造一個(gè)華麗的形狀復(fù)雜的物品并不比打印一個(gè)簡(jiǎn)單的方塊消耗更多的時(shí)間、技能或成本。

無人機(jī)產(chǎn)業(yè)，其所需要的加工精度、零件的復(fù)雜程度非常的高。而有一些零件（例如：截面為橢圓形的機(jī)翼、金屬部件的中空或多孔（蜂巢）結(jié)構(gòu)，如上圖）是傳統(tǒng)加工工藝無法制造出來的。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，使得這些先進(jìn)零部件得以生產(chǎn)。

4.材料選擇的多樣性

傳統(tǒng)的制造機(jī)器在切割或模具成型過程中不能輕易地將多種原材料融合在一起，而隨著多材料3D打印技術(shù)的發(fā)展，我們有能力將不同原材料融合在一起。以前無法混合的原料混合后將形成新的材料，這些材料色調(diào)種類繁多，具有獨(dú)特的屬性或功能。

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