同濟(jì)大學(xué)試飛3D打印飛機(jī)，在國內(nèi)屬于首例
同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院設(shè)計(jì)并選用3D打印技能打印了一架細(xì)小飛機(jī)，于前天在同濟(jì)校園內(nèi)成功試飛。這在國內(nèi)尚屬首例，展現(xiàn)了3D打印技能在細(xì)小飛機(jī)規(guī)劃與制作范疇上運(yùn)用的可行性。
微型飛機(jī)“小”而“輕”
該飛機(jī)的特色可歸納為兩個(gè)字，“小”和“輕”。飛機(jī)翼展僅為28厘米，機(jī)身長度26厘米，起飛分量約18克，運(yùn)用螺旋槳的直徑為11厘米。
飛機(jī)的方向舵驅(qū)動(dòng)選用自行研發(fā)的微型小電磁舵機(jī)；舵機(jī)的磁芯為圓柱形的釹鐵硼強(qiáng)力小磁鐵，柱狀磁鐵的直徑僅為3毫米，舵機(jī)線圈內(nèi)徑為4毫米；單個(gè)舵機(jī)總量僅為0.3克。
飛機(jī)動(dòng)力為分量3克的3.7伏可充電的小鋰電池；發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)用6毫米直徑的有刷小電機(jī)，經(jīng)過減速齒輪減速后可為飛機(jī)供給約15克的拉力。
雖然打印機(jī)打印出來的是PLA（聚乳酸）輕質(zhì)塑料，但為了盡可能地減輕分量，飛機(jī)的機(jī)翼、尾翼及舵面被規(guī)劃成鏤空布局；鏤空的翼表面上鋪設(shè)0.06毫米厚的聚乙烯塑料薄膜作為蒙皮。這些鏤空翼面的骨架有必要精心規(guī)劃，骨架橫截面尺度不能過大，也不能過小。經(jīng)過幾回測(cè)驗(yàn)，鏤空翼面骨架的橫截面尺度被確定為1.2毫米。
飛機(jī)的尾翼以及機(jī)翼（包含前后翼梁和翼肋）選用全體打印成型技能，翼梁和翼肋混為一體，大大增加了機(jī)翼、尾翼各部件銜接部位的強(qiáng)度。
此外，為了確保剛度，飛機(jī)的機(jī)身被打印成2.5毫米×2.5毫米的方形桿，經(jīng)過強(qiáng)力速干膠銜接飛機(jī)的機(jī)翼、尾翼、起落架和發(fā)動(dòng)機(jī)。
遙控規(guī)模約20米
同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院沈水兵教授介紹，因?yàn)楹搅W(xué)院現(xiàn)有三維打印機(jī)的最大打印起伏為28厘米，因而，28厘米變成細(xì)小飛機(jī)實(shí)驗(yàn)室?guī)熒鷤円?guī)劃該微型飛機(jī)的特征尺度，即翼展的指定參數(shù)。
規(guī)劃一架既合適三維打印又能夠飛起來的飛機(jī)，并非易事，需求細(xì)致的考量，飛機(jī)要滿足輕并統(tǒng)籌三維打印技能的特色。
本次三維打印的微型飛機(jī)為固定翼，紅外遙控，遙控規(guī)模20米左右，適于室內(nèi)飛翔，可平放于掌心。
作為一項(xiàng)美妙風(fēng)趣的高新技能，3D打印這些年逐步進(jìn)入大家的視界。至今停止，3D打印技能仍處于起步期間，加上打印耗材品種有限、打印尺度較小、打印資料強(qiáng)度偏弱等要素約束，僅有為數(shù)不多的航空公司或個(gè)人在飛機(jī)或航模的零件制作方面進(jìn)行了測(cè)驗(yàn)，或許打印出一些小飛機(jī)靜態(tài)模型用作鋪排。據(jù)沈水兵教授介紹，這次同濟(jì)大學(xué)三維打印微型飛機(jī)成功試飛，在國內(nèi)尚屬首例。