连续纤维3D打印技术在机器人和无人机领域有广泛应用,具体如下:
无人机领域
- 机架结构:连续碳纤维3D打印技术可使无人机机架极限减重40%,续航提升25%。如650轴距四旋翼无人机,传统玻纤机架整机重量1380g,3D打印碳纤维机架则为830g,悬停时间从23分钟增加到29分钟。
- 支架部件:以极飞P150农业无人机的药箱支架为例,采用PA-CF打印支架结合蜂窝缓冲结构,从10米坠落测试零断裂,维修成本从3200元降至380元。
- 复杂气动结构:该技术能够实现复杂气动结构的一体成型,如竞速无人机的涡流发生器,可减阻18%,还能打印垂直起降固定翼(VTOL)的变角度铰链等。
- 载重舱:在中大型物流无人机的载重舱制造中,采用连续碳纤维主梁+Onyx Pro蒙皮,可使载重舱减重1.2kg,续航增加18公里,一阶共振频率提升至45Hz,超越铝舱30%。
- 全机身制造 :同济大学的“同飞一号”验证机采用连续碳纤维增强复合材料3D打印技术制造了机身结构及零部件,包括撑杆、蒙皮、机翼等,实现了飞行器的大幅减重,结构重量仅856g。
机器人领域
- 机器人脚撑:如由PA(短纤维)与2K-PA-CCF 3D打印的机器人脚撑,采用连续碳纤维多轴向铺层工艺,通过仿生足弓结构与蜂窝缓冲层设计,重量仅122g,相比铝合金减重54%,
同时兼顾耐磨性、抗疲劳性及多角度抓地稳定性。
- 复杂结构部件:集成6轴机器人和优化共挤模块的新系统,可在网格加筋壳结构中实现非平面连续纤维增材制造,能制造更复杂的机器人结构部件,且材料的抗压强度和刚度显著提高。
