中國航空運(yùn)輸協(xié)會發(fā)布的《2023 - 2024 中國民用無人駕駛航空發(fā)展報告》顯示，我國已多年蟬聯(lián)世界第一大民用無人機(jī)出口國，專利申請量占據(jù)全球70%以上，穩(wěn)居全球第一大技術(shù)來源國。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，截止2023年底，我國量產(chǎn)的民用無人機(jī)產(chǎn)品超1000款，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)1174.3億元，同比增長32%。
自2012年大疆推出首臺消費級無人機(jī)，中國民用無人機(jī)市場便呈爆發(fā)式增長，應(yīng)用場景不斷拓展，從農(nóng)業(yè)植保、航空遙感，到災(zāi)情警報、礦藏勘探，無人機(jī)均發(fā)揮著關(guān)鍵作用。隨著無人機(jī)技術(shù)加速創(chuàng)新，機(jī)型迭代速度也越來越快。
在行業(yè)蓬勃發(fā)展的浪潮中，3D打印技術(shù)已成為無人機(jī)快速原型驗證與高效生產(chǎn)的重要推手。據(jù)Precedence Research統(tǒng)計，2024年全球3D打印無人機(jī)市場規(guī)模達(dá)8.12億美元，預(yù)計到2034年將增長至39.22億美元，年復(fù)合增長率達(dá)到17.1%。
粉末床熔融技術(shù)（PBF）、熔融沉積成型技術(shù)（FDM）、連續(xù)纖維增強(qiáng)技術(shù)（CFR）等多種 3D 打印技術(shù)在無人機(jī)行業(yè)廣泛應(yīng)用。其中，選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SLS）作為 PBF 技術(shù)的典型代表，憑借在 Z 軸強(qiáng)度、成型尺寸、表面效果、設(shè)計自由度和打印成本等方面的綜合優(yōu)勢，成為各類無人機(jī)結(jié)構(gòu)件 3D 打印的優(yōu)選方案。
盈普三維深耕SLS技術(shù)二十余年，已構(gòu)建起完善的3D打印設(shè)備及材料解決方案。其碳纖維增強(qiáng)尼龍、玻璃增強(qiáng)尼龍剛性材料，尼龍11和共聚尼龍韌性材料，以及阻燃特種材料，為無人機(jī)結(jié)構(gòu)制造提供了多樣化選擇。這些材料可應(yīng)用于多旋翼無人機(jī)的機(jī)臂、電池框架、螺旋槳防護(hù)罩等結(jié)構(gòu)，以及固定翼無人機(jī)的一體機(jī)身、燃料箱、機(jī)翼內(nèi)龍骨等關(guān)鍵部位，充分滿足不同類型無人機(jī)的性能需求。
僅重6克！盈普SLS打造超輕機(jī)架
微型無人機(jī)機(jī)架采用尺寸約為 66×66×32.6mm 的拓?fù)鋬?yōu)化一體式設(shè)計，在保障結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時實現(xiàn)極致輕量化。盈普三維選用了兼具輕量化和高強(qiáng)度優(yōu)勢的 Precimid1174Pro CF（碳纖維增強(qiáng)尼龍12）材料，借助 SLS 技術(shù)實現(xiàn)一體成型。在打印過程中，SLS 技術(shù)利用激光逐層燒結(jié)粉末材料，未燒結(jié)的粉末可作為天然支撐，有效解決了傳統(tǒng)制造中復(fù)雜結(jié)構(gòu)需額外支撐的難題，同時避免了支撐結(jié)構(gòu)拆除對零件表面質(zhì)量的影響。
最終成型的機(jī)架重量僅 6 克，在實現(xiàn)輕量化的同時保證了良好的剛性。基于此機(jī)架組裝的微型無人機(jī)整機(jī)重量僅 35 克，飛行噪聲小且控制靈活，可廣泛應(yīng)用于救援、偵查、娛樂、競賽等多種場景。其出色的性能表現(xiàn)，充分展現(xiàn)了 SLS 技術(shù)在微型無人機(jī)制造領(lǐng)域的優(yōu)勢，以及盈普三維材料和技術(shù)的協(xié)同創(chuàng)新能力。
微型無人機(jī)機(jī)架打印所采用的Precimid1174Pro CF材料通過碳纖維增強(qiáng)，在尼龍12粉末基材中添加了碳纖維短纖，實現(xiàn)了卓越的力學(xué)性能。使用碳纖增強(qiáng)尼龍材料打印的零件沿X軸方向的拉伸強(qiáng)度達(dá)到了88MPa，彎曲強(qiáng)度達(dá)135 MPa，較純尼龍12材料分別提升 91%和165%。拉伸模量達(dá)9000 MPa，彎曲模量達(dá)6000MPa，較純尼龍12分別提升389%，和369%。材料的強(qiáng)度和比剛度得到大幅提高，讓無人機(jī)機(jī)架的抗斷裂和抗形變能力均有大幅提升。
不止于原型：盈普SLS打印四旋翼零件通過實戰(zhàn)考驗
在四旋翼無人機(jī)零件制造項目中，由于對航程和續(xù)航時間有著嚴(yán)苛要求，同時零件細(xì)節(jié)特征繁多，包含薄壁、孔位、卡扣等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，對制造技術(shù)和材料性能提出了巨大挑戰(zhàn)。盈普三維采用 Precimid1176Pro GF30 BLK（玻璃增強(qiáng)尼龍 12）材料，通過 SLS 技術(shù)進(jìn)行零件3D打印。
在靜載荷測試中，打印零件承受住了重物載荷的壓力，整體機(jī)身未出現(xiàn)變形或損壞；高低溫測試模擬了不同溫度環(huán)境，零件保持了良好的穩(wěn)定性；電磁屏蔽測試顯示，3D無人機(jī)在復(fù)雜電磁環(huán)境中能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定通訊。此外，零件在 8m/s 飛行下的大機(jī)動測試中也表現(xiàn)優(yōu)異，證明了材料與打印技術(shù)結(jié)合的可靠性，能夠滿足四旋翼無人機(jī)在復(fù)雜工況下的使用要求。
隨著無人機(jī)行業(yè)持續(xù)向智能化、高性能化演進(jìn)，3D 打印技術(shù)與材料領(lǐng)域的創(chuàng)新正成為推動產(chǎn)業(yè)升級的重要動能。盈普三維依托在 SLS 技術(shù)及材料研發(fā)領(lǐng)域的長期探索與實踐積累，將持續(xù)優(yōu)化技術(shù)方案，與行業(yè)伙伴緊密協(xié)作，致力于為無人機(jī)制造提供更具競爭力的解決方案，助力無人機(jī)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，與行業(yè)同仁共同推動無人機(jī)產(chǎn)業(yè)邁向新的發(fā)展高度。
