I vantaggi nell’usare la stampa 3D per i droni MALE UAV

I droni stanno diventando sempre più parte della vita moderna, essendo usati per qualsiasi cosa, dalle applicazioni militari alla consegna della pizza, per non parlare del crescente numero di hobbisti che li usano personalmente. I droni sono diventati maggiorenni, per così dire, insieme alla stampa 3D, e quindi la stampa 3D è comunemente usata per costruire droni, noti anche come veicoli aerei senza pilota o UAV. In un documento intitolato ” Implementazione della tecnologia FDM negli UAV MALE MASCHIO “, un gruppo di ricercatori discute i vantaggi dell’uso della stampa 3D per la produzione di droni.

MASCHILE MALE è l’acronimo di Medium Altitude Long Endurance. Secondo i ricercatori, ci sono numerosi vantaggi nell’usare la stampa 3D rispetto ad altri metodi di fabbricazione. L’uso del PLA rende gli UAV più ecologici, per prima cosa, e migliora anche la loro forza in rapporto al peso. La stampa 3D consente ai designer di addensare determinate aree, come il carrello di atterraggio o la punta del naso, che produrranno un impatto maggiore, compensando al contempo riducendo il peso altrove. La tecnologia semplifica inoltre la creazione di un design aerodinamico e consente di risparmiare tempo, denaro e impegno rispetto ad altri metodi di produzione.

Nello studio, i ricercatori hanno sviluppato una fusoliera in drone stampata in 3D, che è descritta come la “spina dorsale” del drone. Serve come alloggiamento per il carico utile e molti altri componenti, quindi ci sono diversi vincoli di peso, aerodinamici e strutturali che devono essere considerati nel suo design. La lunghezza della fusoliera influisce anche sulla stabilità del drone, ed è importante snellire il corpo in modo che l’aria possa fluire attorno ad esso in modo tale da mantenere bassi gli effetti di trascinamento.

Altre tecniche sono talvolta utilizzate per la fabbricazione del corpo del drone, come la produzione sottrattiva di polistirolo o legno di balsa, e mentre hanno i loro vantaggi hanno anche diversi svantaggi: un foglio di polistirolo non è aerodinamico, mentre si costruisce un drone di Il legno di balsa è “ingombrante e richiede tempo”. Al contrario, la stampa 3D di una fusoliera è facile e consente una grande libertà di progettazione.

I ricercatori hanno stampato in 3D diverse iterazioni del drone prima di arrivare alla versione finale, che era “aerodinamicamente stabile e meccanicamente robusta”. L’analisi dello stress è stata eseguita utilizzando simulazioni FEA attraverso uno strumento ANSYS . Hanno analizzato sia l’impatto del naso che l’impatto della pancia.

Nell’analisi di impatto del naso, la forza massima applicata era di 25 N e la deformazione massima era di 1,09 mm.

Analisi dell’impatto del naso
“L’analisi è orientata in modo tale che l’ormeggio delle ali viene preso come supporto fisso, si presume che il supporto del motore abbia un impatto di forza su di esso”, affermano i ricercatori. “La caratteristica mostra che la massima deformazione si verificherebbe al giunto di due parti diverse che sono state prodotte separatamente e poi unite insieme usando cianoacrilato.”
Per l’analisi dell’urto della pancia, la forza massima applicata era di 25 N e la deformazione massima era di 1.1435 mm.

Analisi dell’impatto della pancia
“Dato che la fusoliera è atterrata sulla sua pancia durante l’atterraggio,” i ricercatori continuano. “Inoltre, in ogni caso il primo impatto sarebbe solo sulla superficie inferiore. Considerando la portata della specifica affermazione del problema, l’analisi è mostrata sopra dove sono stati mostrati gli impatti sul fondo grigliato e sulle superfici murali. ”
I ricercatori concludono che la tecnologia di stampa FDM 3D è un modo efficace per costruire droni, con un’eccellente precisione di costruzione e un rapporto peso / resistenza elevato. Permette una composizione del materiale varia su diverse parti del drone ed è nel complesso semplice, conveniente e veloce.

Gli autori del documento includono Ankur Dwivedi, Darshit Desai e Deepesh Agarwal.

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