ドローンは生産は増加傾向にあります。予測では、ドローン市場は2018年の140億ドルの価値から、2024年には430億ドルを超えるまで成長すると予測されています。このペースの速い業界の成長に合わせて、急速なイノベーションは競争力のある成功への鍵です。そして、3Dプリントはこれを容易にするのに理想的です。
FPVレースから災害救援、商品配送、偵察まで、プロと愛好家の両方のドローンのユースケースが拡大し続けるにつれて、3Dプリントは、新しいレベルのパフォーマンスが可能なドローンを製造する上でますます決定的な役割を果たします。
3Dプリントは、製品開発中のリードタイムを短縮し、製造コストを削減し、設計者と製造業者がテクノロジーの新しい潜在的なアプリケーションを提供する新しい最先端の3Dプリンティングドローン設計を可能にします。
設計から製造まで、3Dプリンタを使用してドローンを構築する方法を学び、独自のDIY3Dプリンティングドローンを構築する方法を学びます。
3Dプリンタを使用すると、設計者は新しい設計機能の潜在的なリスクと欠点を分析するために何時間も費やす必要がなくなります。高解像度の3Dプリンタは、テスト用の新しいプロトタイプパーツを迅速に作成でき、無駄を最小限に抑えます。
ドローンメーカーは、高価で時間のかかる成形部品を必要とせずに、正確な幾何学的精度で交換可能なモジュールを製造できます。
プロセスに3Dプリンタを導入すると、新しい部品の製造に数時間しかかからないため、リードタイムが短縮されます。
たとえば、MRB-1ドローンは、最初のコンセプト設計から実用的なプロトタイプに4週間で移行しました。
3Dプリントは、設計の自由度と時間の節約という利点を提供するだけでなく、大幅なコスト削減にもつながります。設計段階で共有可能で簡単に変更できるCADファイルを使用すると、設計の複製も簡単になります。
これにより、ドローンを設計する際のリスクテイクとイノベーションがはるかに手頃な価格になります。独自のドローンを開発しているときに、米国海兵隊は、ドローンの製造プロセスに、プリンターの購入費用を除いて、約600ドルかかることを発見しました。それを彼らのニーズに合う既製のレイヴンドローンと比較してください。それは海兵隊に最大30,000ドルの費用がかかる可能性があります。
オンデマンド3Dプリントによるドローン交換部品
3Dプリントにより、ドローンの交換部品の製造が容易になります。海兵隊の場合、以前は8,000ドルかかっていた高性能ドローンの損傷した翼部分を交換するのにかかる費用は、現在ではその合計のわずか0.1%です。
多くのドローンは人気のあるクワッドコプターデザインの種類を使用していますが、3D印プリントの用途の広い性質により、開発者はかなり野心的なデザインを自由に思いつくことができ、想像力を自由に操ることができます。
UAV Zelator 2016エアバス貨物ドローンチャレンジに勝利参加者は、遠隔地に小さな貨物、特に医療用品を移動させるために最適化されています。
Zelatorは固定翼設計です。作成者は、3Dプリントされた素材を使用して、悪天候に対応するのに十分な強度と、遭遇する可能性のある厳しい環境条件で機能するのに十分な軽量(25kg未満)のボディを作成しました。
Ogasawara YukiさんとKumeda RyoさんのX VEINは、3Dクワッドローター無人機です。
「救命ドローン」として設計されたX VEINは、災害救援活動中のパフォーマンスに最適化されています。飛行時間の延長、強化されたフレーム、衝突による損傷を防ぐためのプロペラガードが自慢です。これらの機能はすべて、3Dプリントで作成された格子構造のクワッドコプター本体に組み込まれています。
ドローンの設計における高度なカスタマイズ、格子構造の複雑さ、および生成CADソフトウェア内での密度の自由な調整はすべて、積層造形技術の機能により独自に可能です。
多くのメーカーがより大きなドローンを実験してきましたが、スケールの反対側にもデザインの創造性があります。
例えば、UPennのPiccolissimoは、これまでに製造され、最小の無人偵察機の一つです。
UPennのPiccolissimoは、これまでに製造された中で最小のドローンの1つで、直径24.26mm、重さわずか2.5gです。
単一のプロペラとシャーシを備えたPiccolissimoは、過酷な条件に適しています。
ミニチュアサイズ(直径24.26mm)と超軽量(2.5g程度)は、3Dプリントパーツを使用することでのみ実現可能です。
重量とサイズにより、この小さなドローンは、揮発性原子炉での操作や、限られたスペースや遠隔地での偵察に最適です。そのようなタスクは、人間やより大きなドローンが達成することは不可能です。
Piccolissimoはまた、3Dプリントとスワームロボティクスの分野での将来の成功したユースケースを予見します。製造業者は、3Dプリント方法を使用して、救助任務などのスワームロボティクスの取り組みのためにPiccolissimoのようなツールを作成できます。ブラックミラーの注目すべきエピソードのように、テクノロジーが良性の用途しか持たないことを願いましょう。
3Dプリントを使用すると、電子機器に加えて、ドローンやクワッドコプターの構築に必要なほとんどのコンポーネントを製造することができます。
3Dプリントされたドローン部品には、シャーシ、フレーム用の追加の保護ケーシング、プロペラ、着陸装置、モーターマウント、アクセサリマウント(スキャナー、カメラ、センサー、またはその他の便利な機器用)、リモートおよびドローンの電源用のハウジングが含まれます。
独自のDIYドローンを構築するには、この記事の表紙に紹介されているOpenRC 3D印刷可能なクワッドコプターデザインなど、さまざまな既製のオープンソースデザインから選択できます。3DモデルデータベースとPinshapeのようなコミュニティは、完全に3Dプリントが可能なドローンのデザインとアクセサリも幅広く提供しています。
最後に、新しいパーツやアクセサリを独自に3Dモデリングすることで、ドローンの設計を特定のアプリケーションに適応させる無限の可能性がもたらされます。RCグループ、DIYドローン、そしてもちろんRedditなどのオンラインコミュニティも、十分なサポートとインスピレーションを提供できます。
ドローンを3Dプリントするには、要件に応じて、一般的なプラスチック3Dプリンティング技術、熱溶解積層法(FDM)、ステレオリソグラフィー(SLA)、または選択的レーザー焼結(SLS)のいずれかを使用できます。
3つのテクノロジーのうち、SLA 3Dプリントは、高精度でさまざまな素材に最適な場所です。ドローンの性質上、Tough and DurableファミリーのSLA樹脂など、圧縮、伸長、曲げ、および衝撃を壊すことなく処理できる材料を選択することをお勧めします。