Jak postavit funkční dron s pomocí 3D tisku
Praktický průvodce pro seriózní konstruktéry i nadšené bastlíře
Chcete si postavit vlastní dron a mít naprostou kontrolu nad jeho konstrukcí i designem? Pokroky v 3D tisku z pryskyřice (či nylonových prášků) umožňují vytvořit pevné, lehké a přesné díly dronu přímo na míru. Podívejme se na technologie, která se staly významným nástrojem pro vývoj i malosériovou výrobu UAV (bezpilotních létajících prostředků).
Proč využít 3D tisk na drony
Tradiční výroba dílů pro drony je časově i finančně náročná, zvlášť pokud je potřeba častých změn a vylepšení. Připravujete-li jen pár kusů, a přitom potřebujete vysokou přesnost, náklady tradiční výroby mohou být neúnosné. I to je důvod, proč se v posledních letech stále častěji uplatňuje 3D tisk. Díky technologiím jako SLA (stereolitografie, tisk z pryskyřic) nebo SLS (tvrzení práškových termoplastů laserem) lze rychle vytvářet vysoce přesné součásti přímo na míru a bez nutnosti pořizování velmi drahých forem.
V kontextu stále rychlejšího vývoje a individuálních požadavků (například na přizpůsobení konkrétním senzorům nebo tvarům baterií) je schopnost postupně měnit a vylepšovat návrh v řádu hodin klíčovou konkurenční výhodou.
Které části dronu jsou vhodné pro 3D tisk?
3D tisk není vhodný jen pro vizuální prototypy, ale i pro plně funkční části. Běžně se tisknou například:
- Rámy a držáky ramen.
- Kryty elektroniky (el. regulátor otáček, ovladač řízení dronu, kamera).
- Výškové podvozky a doplňky.
- Držáky senzorů a GPS.
Jednotlivé díly lze optimalizovat pro 3D tisk tak, aby kombinovaly dostatečnou tuhost, nízkou hmotnost a snadnou montáž. Někteří vývojáři zkoušejí tisknout i vrtule, ale zde buďte opatrní – kvůli vysokým otáčkám a nárokům na přesné vyvážení se stále vyplácí zůstat u komerčně vyráběných vrtulí.
Volba materiálu a tiskové technologie
Materiál rozhoduje o tom, jestli váš dron vydrží náraz, vibrace nebo změny teplot. Materiáloví inženýři z Formlabs doporučují například tyto materiály:
Tough 2000 Resin (SLA): Velmi pevná pryskyřice, méně křehká oproti ABS. Vhodná pro konstrukční díly, které musí něco vydržet.
Nylon 12 Powder (SLS): Ideální pro rámové konstrukce a držáky, protože kombinuje houževnatost a nízkou hmotnost.
Rigid 10K Resin (SLA): Pro přesné, stabilní a rozměrově konzistentní díly.
SLA tisk na stolní 3D tiskárně Form nabízí výbornou přesnost – což se hodí pro kryty nebo upevňovací prvky, kde na přesnosti velmi záleží.
Zajímavost: Při vývoji dronů se osvědčuje kombinace materiálů – například tuhý kryt na letový ovladač a zároveň flexibilní úchyt na baterii, který tlumí vibrace.
Článek pokračuje pod videem o 3D tisku dílů pro drony – krok za krokem. ▼
Jak navrhovat díly dronu pro 3D tisk
Úspěšný návrh začíná pochopením toho, co daný díl musí zvládnout. Při návrhu je důležité:
- Navrhovat dostatečné tloušťky stěn – typicky 2–3 mm s vnitřními žebry pro vyztužení.
- Vyhýbat se ostrým hranám a přechodům, které mohou být slabinou při namáhání.
- Optimalizovat orientaci modelu na podložce při tisku, aby nedocházelo k deformacím.
- Navrhnout vše modulárně, aby bylo možné snadno vyměnit poškozený díl třeba po havárii.
V praxi se osvědčilo, když každý má modul jasně definovaný způsob uchycení, například standardizované šrouby, zasouvací zámky a podobně To urychluje opravy i upgrade. Další podrobnosti, včetně kalkulací pevnosti a hmotnosti, najdete zde (anglicky).
Testování a postupné vylepšování
3D tisk umožňuje ráno změnit návrh a odpoledne už testovat novou verzi dílu. Z praxe: Během vývoje jednoho z ukázkových dronů bylo uskutečněno více než 15 iterací některých dílů – především u držáků motorů, kde i malá odchylka mění letové vlastnosti:
Výkon a stabilita letů jsou výrazně ovlivněny geometrií uchycení motorů.
Při testech se ukázalo, že robustnější držáky snižují vibrace a prodlužují životnost ložisek.
Je vhodné počítat se zhruba 3–5 iteracemi každého důležitého dílu, někdy i víc.
Doporučení: Vytvořte si jednoduchý seznam (checklist) pro testování – co zkontrolovat po tisku, po montáži i po prvním letu. Pomůže vám to odhalit problémy dřív, než způsobí nechtěný pád.
Shrňme si to podstatné
3D tisk není jen nástroj na tvorbu prototypů. Je to funkční výrobní metoda pro malé série dílů, vývojové laboratoře i univerzitní projekty. Pomáhá všude tam, kde chcete:
Vyrábět rychleji a levněji.
Testovat bez čekání na dílnu.
Výrazně snížit náklady při kusové a malosériové výrobě.
Jestli přesně to potřebujete, pak by 3D tisk z pryskyřic měl být vaše nové tajné eso. V kombinaci s kvalitním návrhem a jasným cílem se stolní 3D tisk pryskyřic proměnil z hobby technologie na profesionální nástroj vývoje a inovací.
Zaujalo vás téma? Doporučujeme projít podrobnější dokumentaci specialistů z Formlabs pro další technické detaily a doporučené postupy.
Pomůžeme vám zefektivnit výrobu
Díky 3D tisku dostanete své produkty dříve do výroby i na trh. Investice do 3D tiskáren se vám může vrátit během jednotek týdnů či měsíců – stejně jako mnoha našim stávajícím zákazníkům. S nasazením aditivní výroby už jsme úspěšně pomohli tisícům českých firem a profesionálů. Rádi pomůžeme také vám, vašemu týmu, vaší firmě. Naše Aplikační centrum 3D tisku a 3D skenování je vám otevřeno.
