后记——三旋翼无人机轻量化结构的FDM 3D打印处理
前几天,笔者发布了一篇名为“基于SolidThinking的仿生结构的三旋翼无人机轻量化设计”的帖子。
原文链接:https://www.jishulink.com/content/post/426318
案例一出,瞬间惊起千层浪...有不少感兴趣邻友私信我,向我讨论关于无人机的优化问题并问我能不能做出实物来,为了更好的验证原设计的加工工艺性,笔者决定亲自通过3D打印的方式得到实物模型,由于设备限制,笔者只能通过FDM 3D打印工艺得到实物,以下是具体的打印过程,供大家浏览:
FDM 3D打印工艺
我们对校核后的模型进行了简化,通过FDM 3D打印工艺得到了一个等比例缩小后的实物模型,在此过程中非常感谢学校控制与计算机工程学院的大学生创新创业俱乐部暨Hunters本科生实验室在打印设备和实践场地上提供的大力支持,以下是具体的加工过程。
5.1 3D打印前处理
针对模型在FDM 3D打印过程中可能出现的问题,我们对模型进行了一些简化和修复,目的主要是减少支撑和提高打印的质量,简化后的模型如图11所示。
图11 简化后的模型
限制于3D打印机平台的大小,我们把原模型等比例缩小为原来的40%,并用JGreat软件对其进行切片,每一处生成支撑,打印平台粘附类型设置为檐边,打印前的预览如图12所示。
图12 3D打印预览
5.2 3D打印
我们选用极光尔沃系列的A3型3D打印机,其打印精度在0.1mm左右,材料选用常见的PLA,打印前应调整平台高度适中,预热平台和喷嘴。
5.3 3D打印后处理
FDM工艺属于逐层叠加成型,分层制造会存在台阶效应,虽然每层都分解的非常薄,但在微观尺寸下,仍会存在一定厚度的多级台阶,打印后的模型难免有些粗糙,尤其是去完支撑后,这时就需要对打印后的模型进行打磨处理。
多图预警...
Bingo!得到经过打磨抛光处理后的模型。
闪闪发光.jpg
总结
本次得到的实物模型是按原模型等比例缩小60%得到的,打印精度为0.1mm左右,若想得到1:1大小的模型,笔者认为可以把无人机等分成三部分,依次打印并通过胶接的方式固定在一起。
若想进一步改善打印工艺,笔者认为可以改变以下几点:一是通过修改打印参数,对层高,速度等进行细调;二是调整模型的初始打印部位,合理选择,能避免很多不必要的支撑和提升打印质量。
笔者在此过程中充分体验到了创客的乐趣,希望本案例能同样能激发出大家DIY的兴趣,让大家对拓扑优化和3D打印有一份更直接的感受:)
附件
3D打印模型.stl
实用链接:FDM 3D打印工艺概述