3D 列印無人機只需 14 小時!全靠超耐熱航太級塑料

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3D 列印無人機只需 14 小時!全靠超耐熱航太級塑料

3D 列印加快產品設計過程,又有助減低成本,但礙於列印過程會產生高熱,致使製作上存在一定限制。新加坡南洋理工大學採用一種耐熱的航太級熱塑性塑料,能夠保護內裡的電子零件,其間更容許直接裝嵌電路板,這樣不但可製造出一體成形的無人機,更可大幅減省製作工序。

列印高溫有礙零件裝嵌

過往有不少無人機標榜以 3D 列印技術製成,但準確而言其實是把不同部件分開列印,然後再逐一組裝。南洋理工大學的新加坡 3D 列印中心(SC3DP)能夠一次過列印出一體成形的無人機,關鍵是改用了耐熱的航太級熱塑性塑料。

3D 列印機熔化熱塑性塑料後,便會以逐層堆疊方式噴出塑料來製成 3D 實體,惟因電子零件無法承受 3D 列印過程中產生的高溫,致使電子零件裝嵌成為 3D 列印製作的一大難題。

為克服上述難題,研發團隊先替電子零件進行特殊改裝,以能抵禦超過攝氏 160 度的高溫(一般電子零件可抵禦攝氏 80 到 100 度);這涉及在印刷電路板上添加新組件,以及設計定制的無人機外殼。

3D 列印技術為 FDM(Fused Deposition Modeling)熔融沉積成型過程 - 物件成形中

今次所用的 3D 列印技術為 FDM(Fused Deposition Modeling)熔融沉積成型,透過熱噴頭把熱塑性塑料加熱到呈現半流體狀態,由三軸控制系統移動塑料,逐層堆積成 3D 實體。

14 小時內完成 3D 列印

為符合上述要求,研發團隊遂改用由 Stratasys 研發的 ULTEM 9085 熱塑性塑料,以供印製無人機的外殼和電路板底座;這是一種擁有高強度重量比與 FST 評級(可抵禦火焰、煙霧和毒性)的熱塑性塑料,適用於航太、汽車與軍事設備製造領域。

這次無人機 3D 列印流程在 14 小時內完事,中途只需暫停 3 次,以便裝上電子設備;當整台無人機列印成形後,內裡已裝載了所需電子零件,隨後只要加裝馬達(摩打)和旋翼,便可預備起飛了。

負責該研發項目的博士生 Phillip Keane 指出,這種 3D 列印無人機的結構能夠懸掛逾 60 公斤的重量。他又表示,現正研發下一代 3D 列印無人機,預計機身可變得更輕、更耐用,並提升飛行動力學的表現。

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資料來源:南洋理工大學

By | 2016-12-11T21:30:00+08:00 December 11th, 2016|Uncategorized|0 Comments

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