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日本团队制作3D打印无人机,有望用于执行搜救任务

近日,日本一支叫ROK的团队利用生成设计和3D打印技术制作了一款无人机——X VEIN。除了用来参加日本东京无人机大赛外,这只曾经在无人机领域屡获设计大奖的团队还希望将X VEIN用于执行日本受灾地区的搜救任务。 ROK团队成员表示,由于缺乏安全性,以及体积和尺寸的问题,无人机并没有在受灾地区实用。不过,他们研发的这款3D打印无人机却克服了这些困难。 在设计过程中,ROK团队首先绘制了X VEIN无人机的草图,接着他们使用一种生成设计软件,完成了对草图和结构的分析,确定了各部件和整体框架的尺寸和零件的位置,为后面设计轻巧、高强度的无人机提供了保证。 然后他们通过Autodesk Fusion 360建模软件完成了3D模型的设计。无人机的机身则采用了类似于蜻蜓翅膀的网格结构设计,团队成员通过调整网格的密度来达到无人机的理想重量和强度。 虽然没有做特别说明,不过从图片上看,这款无人机应该是用尼龙材料3D打印的。打印完成后,团队成员在相应的位置安装了电机、电池以及其它的电子元件。它带有加强架和螺旋桨防护装置,避免了碰撞损伤。 此外,X VEIN无人机上配备的高分辨率相机可用于稳定地搜集灾难现场的视频信息,并通过手机或电脑实时查看现场图像。 据了解,在下一版迭代产品中,他们还计划利用热成像和红外设备来准确地定位幸存者。相信,这款X VEIN3D打印的无人机一定能在搜救现场发挥重要的作用。

面向金属3D打印的数字线程和数据包

金属3D打印的当前趋势是越来越与传统加工工艺有机的结合起来,而不是取代传统的制造工艺,如何将3D打印工艺与传统制造工艺高效的结合,成为科研界关注的话题。美国国家标准与技术研究所(NIST)与田纳西理工大学(TTU)的Duck Bong Kim合作,发布了一项研究,阐述了如何解决生产中的金属3D打印的三大挑战。 这项研究中提出的模型最终可能通过认证过程形成金属3D打印零件和增材制造的标准。 增材制造被普遍的认为是带来下一代工业革命的主要驱动因素,主要的原因是增材制造带来小批量生产的经济性和灵活性,个性化定制的可能性,以及复杂零件生产的可行性。不仅仅改变了我们对原来产品设计的印象,还带来了供应链的改变,缩短了产品上市时间,并且对环境更友好。 然而,3D打印迈向产业化的过程中遇到了一系列的难题,其中包括: - 通过信息管理系统来管理增材制造数据流 - 工艺可重复性、零件到零件的可重复性 - 成熟的认证和质量检测方法 美国国家标准与技术研究所(NIST)与田纳西理工大学(TTU)提出了一个增材制造信息图以方便梳理零件的生产能力,工艺的重复性,以及零件到零件的可重复性。增材制造数字线程包括设计信息、材料、工艺、加工以及测试信息。根据数字线程所记录的信息,科学家们希望利用这些大数据来建立相关的数学模型,以或许有效的相关性分析,从而提高对零件质量和加工稳定性的控制。从A1到A6的数据线程包括如下: A1:设计:在这个过程中,根据设想和零件所需要实现的性能要求,从而获得了几何模型的建模结果,这个结果运用了多种设计技巧,包括拓扑优化,内部晶格点阵结构,以及预留了组装和加工余量等等。 A2:计划过程-独立于设备:这个过程决定了零件的构建方向,支撑结构等。这些计划需要考虑所需要达到的零件表面质量,材料性能,构建实践以及是否需要支撑结构等。在这个过程中,同样的运用到了新的技术,包括拓扑优化的支撑结构等。 A3:计划过程-与设备相关:这个过程考虑各种加工策略,包括切片、能量输入、扫描速度、扫描路径等等。由于很多要实现的结果之间是此消彼长的,例如质量(表面粗糙度)与加工速度通常是个矛盾体(考虑到加工时间和加工成本),这其中的加工策略对加工结果达到最优化起到了关键的作用,并且与所使用的设备息息相关。 A4:零件构建:在通过激光或其他能量源层层加工金属粉末的过程中,可以通过熔池监测手段来获取加工中的状态数据,从而为实现微观晶体层面上的控制,并检测到缺陷的发生,从而与其他的数据建立相关性分析,以提高避免缺陷发生的能力。 A5:零件的后处理:这个过程是为了使得零件达到所需要的性能结果,包括去支撑,通过热处理技术来提升零件的性能(去火、热等静压-HIP,精加工-机加工以及表面纹理处理技术-喷丸与磨削) A6:零件质量:这个过程包括多种检测手段,包括机械检测与无损探伤(NDE)技术,在这个过程中,所有的数据被记录下来以与前面过程中所记录下来的数据建立相关性研究,提高零件的可靠性和一致性。 基于A1到A6的数据线程,NIST提出了如何提取有效数据的4梯队逻辑地图。而基于这个逻辑地图,针对A1到A6的每个阶段,NIST将有分析价值的数据提炼成数据包进行了详细的细分。

3D打印USB风扇,让学生体验创造的快乐

Kitronic是一家总部在英国的专业电子工程套件与教育资源供应商。近日,该公司发布了它们最新的教育类电子套件:一款用3D打印制作的USB桌面风扇。 这套3D打印制作的USB风扇组件主要是为老师、学生以及那些喜欢自己动手进行小制作的创客设计的。 “我们希望通过这款套件,让用户在轻松地设计、3D打印过程中,积累创新创造的经验。”Kitronic公司联合创始人凯文·斯帕表示:“另外,这款小型风扇的功效也相当不错,它的风力足以让你在炎炎夏日感受到凉爽。” “我们认为,设计制作一款风扇,可以激发老师和学生的创意,最重要的是,能够提高学生的动手能力,这就是这款产品诞生的原因。”凯文接着说。 这款USB风扇是通过标准USB端口或USB电源供电的。组件中还包括了电路板和相关电子元件。公司还特别为学生们提供了详细的制作教程。当然,学生们也可以按照自己的审美进行外观和结构的设计,在现成组件的基础上,制作出自己喜欢的风扇来。 Kitronic公司的员工在这款3D打印USB风扇的设计上进行了多次尝试,最终采用了飞机喷气式发动机的外观。这种设计能够让风扇产生更大强度的气流。当然,Kitronic公司也鼓励学生们进行进行再设计,对通过风扇的气流强度进行衡量,设计出风效果以达到更好的风效。 这款3D打印风扇是经过Fusion 360建模软件设计后,使用一种叫ColorFabb nGen的白色新型共聚酯材料和蓝色的PLA材料,3D打印制作而成的。Kitronic表示,这款风扇的制作非常简单,整个3D打印过程大约需要16个小时,不需要使用支撑材料。在进行安装后,也不用进行后处理操作。 这款风扇套件的售价为5.9美金每套,一次性购买50件以上,还能享受4美金每套的优惠价格。

日本团队3D打印设计制造超轻搜救无人机X VEIN

ROK团队是日本两名21岁工程师组成的团队,ROK用生成设计和3D打印机制造了一款用于灾难现场搜救的无人机X VEIN。这个搜救无人机采用了3D打印技术,因此拥有超轻质量的无人机能完成超长时间飞行。 无人机X VEIN应用3D打印的部分是一个类似蜻蜓翅膀的3D打印加强格子结构和能防止碰撞损伤的螺旋桨防护装置。 据介绍,生成设计软件在开发过程中发挥了关键作用。软件提供了原理图和结构分析,允许二人团队创建出最轻、最强、最有效的设计。 “现有的无人机无法用于受灾区域的原因有很多,包括缺乏安全功能、大小和重量、无法定制,”工程师解释说,“为了让无人机在空中悬停,它产生的升力必须完全与自己的重量相匹配。因此让无人机尽可能地轻是至关重要的。” 使用欧特克的Within软件,他俩将一个格子设计整合入无人机机身,并调整格子的密度以达到理想的重量和强度。格子结构是在日本3D打印服务商iJet那里打印的。结构的可打印性也意味着用户可以在现场快速制造替换部件。 目前,X VEIN的操作范围约为500米,无人机的一个万向节上安装有一个相机,可在灾难现场收集紧急视觉信息。通过智能手机,用户可以实时查看图像。X VEIN的未来迭代甚至可能利用热成像和红外成像设备来定位幸存者。 现在,ROK团队正在为X VEIN开发一个改进版本,因为整个项目是开源的,ROK也希望其他无人机开发人员也能以此为基础制作新版本。