[發明專利]3D打印一體化成型的無人機制造方法

有效

• 申請號: 201710840782.3
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107745514B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 洪宇;周翔;岑偉瑜;王何健;鄭思維
• 申請（專利權）人: 北海勇士三維科技有限公司
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/20;B29C64/30;B29C64/393;B64F5/10;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y40/00;B33Y50/02;B33Y80/00
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 李彥孚;何承鑫

1.一種3D打印一體化成型的無人機制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）電子元器件接口設計；

通過電子元器件接口設計完成電源、動力電機設備、飛行控制系統、GPS導航設備和航拍設備之間的互聯接口線路設計；所述動力電機設備包括無刷電機和用于控制無刷電機轉速的電子調速器；所述線路設計遵從“常用用電設備配電設計規范GB/50055-1993”，動力線路與信號線路分別布線，地線共用，各線路正負極之間預留2～3毫米厚度絕緣材料敷設空間；所述互聯接口線路設計與無人機整體布局相一致，電源、飛行控制系統、GPS導航設備及航拍設備位于機身中央的全機重心位置，無刷電機及電子調速器位于圍繞機身對稱布置的支撐臂末端，電源與飛行控制系統、GPS導航設備及航拍設備之間按照信號線路規格設計連線，電源與電機、電子調速器之間按照動力線路規格設計連線，飛行控制系統與電子調速器之間按照信號線路設計規格設計連線；

（2）基礎結構件制備；

在基礎結構件制備環節，完成小型無人機的基礎結構強度設計，強度設計遵從“無人機強度和剛度規范 GJB5435.1-2005”，四個旋翼支撐臂繞機身水平面幾何中心對稱布置，強度設計參數參考打印材料的彈性模量與泊松比，單個支撐臂可承載的公斤應力不小于全機最大起飛重量的1/2，并根據步驟（1）的設計輸出在結構框架上預設導電線路半埋槽，并在線路連接觸點上開設螺釘通孔以進行器件安裝，對開槽及開孔后的設計方案進行有限元仿真分析，使用Abaqus或ANSYS的CAE工具，最后使用力學性能符合強度設計要求的材料完成無人機結構框架打印；

（3）金屬高導電線路打印；

在金屬高導電線路打印環節，在3D打印機上加裝電阻式加熱金屬打印噴頭，使用銀納米顆粒或高導電率金屬墨水，在步驟（2）預設的導電線路半埋槽內打印步驟（1）設計的互聯接口高導電率線路及接口觸點；金屬高導電線路打印完成后，更換油墨打印噴頭，在動力線路與信號線路之間以及各線路正負極之間需要絕緣的位置，使用絕緣油墨打印保護層；

（4）電子元器件接口安裝；

在電子元器件接口安裝環節，將電源、動力電機、飛行控制系統及機載設備根據步驟（1）的設計方案進行安裝，使用絕緣螺釘緊固方式將電源、飛行控制系統、GPS導航設備與航拍設備固定在機身中央設備安裝板上，保證各器件外接觸點與機身上打印線路觸點充分接觸，使用金屬結構螺釘對電機座與旋翼支撐臂進行連接固定，至此整架多旋翼無人機主體結構安裝完成，待安裝整流罩或蒙皮后即可試飛。

2.根據權利要求1所述3D打印一體化成型的無人機制造方法，其特征在于：所述步驟（1）中的動力線路允許持續通過最大電流，大于或等于20安培，持續最大電壓，大于或等于50伏；信號線路允許持續通過最大電流，大于或等于5安培，持續最大電壓，大于或等于7伏。

3.根據權利要求1所述3D打印一體化成型的無人機制造方法，其特征在于：所述步驟（2）中的打印材料為復合ABS高強度工程塑料。

4.根據權利要求1所述3D打印一體化成型的無人機制造方法，其特征在于：所述步驟（3）中的打印步驟（1）設計的互聯接口高導電率線路及接口觸點的過程中，動力線路設置層厚不超過0.5毫米，平面精度優于0.2毫米，信號線路打印層厚不大于0.1毫米，平面精度優于0.1毫米。

5.根據權利要求1所述3D打印一體化成型的無人機制造方法，其特征在于：所述步驟（3）中的絕緣油墨保護層打印平面精度及層厚不大于0.1毫米。

6.根據權利要求1所述3D打印一體化成型的無人機制造方法，其特征在于：所述3D打印機的型號為FDM型3D打印機。