Применение 3D-печати при сборке квадрокоптера

Команда ПРОПЕЛЛЕР STUDIO появилась 3 года назад, когда поступили в продажу и получили широкое распространение первые достаточно серьезные беспилотные летательные аппараты.

Основатель ПРОПЕЛЛЕР STUDIO, инженер ЦМИТ «Фаблаб ТюмГУ» Максим Ацапин, рассказывает, что после сезона освоения новой техники и наработки навыков пилотирования они взяли перерыв на год, а затем продолжили начатое дело. В дальнейшем сотрудники студии начали активно работать с различными молодежными организациями и на безвозмездной основе проводили съемки детских общественных мероприятий. Основное направление работы команды на данный момент — аэросъемка различных мероприятий и объектов.

Последние полгода Максим Ацапин занимается разработкой программы для обучения детей и взрослых пилотированию и сборке беспилотных летательных аппаратов. Инженеры студии закупили комплектующие и пробуют собрать квадрокоптер самостоятельно. В планах - открытие направления «Квадрокоптеринг» в ЦМИТ «Фаблаб ТюмГУ» с началом нового учебного года. Квадрокоптеров становится все больше, и их неумелое использование может привести к плачевным последствиям. Во избежание неприятных ситуаций и травм, нужно научить людей обращаться с ними, дать основные навыки пилотирования и обслуживания БПЛА.

На данный момент в ПРОПЕЛЛЕР STUDIO используется 3D-принтер компании PICASO 3D для печати проставок на гоночный квадрокоптер 250 класса (примечание: класс - размер квадрокоптера, расстояние между осями винтов по диагонали в мм). Данная проставка необходима для того, чтобы увеличить пространство между несущими пластинами рамы. В получившемся объеме размещены все электронные компоненты, а именно: разводка питания, полетный контроллер и аппаратура управления. Это позволило выиграть место в основной части корпуса и разместить там аккумулятор, а не крепить его сверху, как это сделано в классических сборках. Всего на проект было потрачено порядка 23 000 рублей, при использовании других технологий эта цифра была бы в разы больше.

Прочность деталей в гоночных коптерах — один из наиболее важных параметров. В арсенале ФабЛаба есть и другие принтеры, но не у всех размеры стола позволяют печатать детали необходимой величины. Кроме того, не все поддерживают печать пластиком ABS, прочностные характеристики которого выше, чем у PLA.

В ЦМИТе присутствуют обе модели 3D-принтеров от компании PICASO 3D – с одним и двумя соплами (PICASO 3D Designer и Designer PRO 250). Это одни из немногих принтеров, которые могут печатать достаточно крупные детали. Также есть несколько моделей оборудования от разных производителей: сотрудники студии изучают, тестируют устройства и останавливаются на лучших. У всех есть свои плюсы и минусы.

Есть и другие проекты. Так, в ЦМИТе была проведена «Школа мейкеров» , на которой любой желающий мог организовать команду или присоединиться к существующей для реализации проекта. Участникам давалась неделя. В ходе работы были начаты такие проекты как 3D-принтер, печатающий шоколадом, и робот InMove. На данный момент работа над ними продолжается.

Максим говорит, что альтернатив 3D-принтерам для их спектра задач как таковых нет, поскольку аддитивные технологии позволяют изготовить на месте созданную на компьютере модель для какого-либо прототипа. К тому же, принтер не требует долгого и сложного изучения, если сравнивать его с другим оборудованием. Есть ЧПУ-станок с лазерной резкой, но это только работа с двухмерными деталями, в свою очередь фрезерный станок требует больших знаний и навыков, везде свои тонкости.

В проектах студии аддитивные технологии используются по минимуму. Основные затраты – электроника. Можно напечатать корпус из пластика взамен покупной карбоновой рамы, но здесь уже встает вопрос о прочности, надежности и весе. Карбон уже своего рода стандарт в данной сфере. Максим отмечает, что было бы интересно спроектировать свой корпус и попробовать его напечатать, посмотреть, как будет вести себя аппарат. Существует технология, когда печатается оснастка на 3D-принтере, обтягивается карбоном и склеивается, после чего напечатанная деталь вынимается, оставляя готовый корпус.

В дальнейшем инженеры ПРОПЕЛЛЕР STUDIO планируют напечатать на 3D-принтере панели для закрытия остальной части корпуса, чтобы туда не попадала пыль и грязь. Кроме того, это придаст конструкции более завершенный и эстетичный вид. Также у разработчиков есть желание попробовать напечатать корпус сложной формы целиком из пластика и оценить, как изменится суммарный вес аппарата.