У самосборного FPV-дрона на 3D-принтере можно сделать почти всё, кроме рамы, электроники да пропеллеров. Крепление экшн-камеры под нужным углом, держатели антенн, бамперы на лучах, корпус для приёмника печатаются за вечер и стоят несколько граммов пластика. Нужно только понимать, где печать уместна, а где деталь должна быть фабричной.
Что имеет смысл печатать
Хороший кандидат на печать крепит что-то к раме или защищает её, но сам не принимает на себя силу удара. Таких деталей на дроне много.
Крепление экшн-камеры. Самая популярная деталь. Её печатают под нужный угол наклона: чем быстрее летаете, тем сильнее наклон. Мягкое крепление из TPU при этом гасит вибрации, и на видео меньше «желе».
Крепление антенн. Держит антенны приёмника и видеопередатчика в правильном положении и подальше от пропеллеров. Гибкая деталь переживает падения, после которых жёсткая треснула бы.
Бамперы и защита. Накладки на концы лучей, защита камеры спереди, ножки. Принимают на себя удар о землю и берегут раму.
Держатели электроники. Площадка под GPS, корпус для приёмника, крышки, стяжки. Здесь чаще нужна жёсткость, чем гибкость.
Что лучше купить
Раму лучше покупать. Рама 5-дюймового дрона при краше получает удар, который выдерживает только карбон. Напечатанные рамы встречаются у маленьких дронов и экспериментальных проектов, но для фристайла и гонок берут карбоновую. Если хочется своей формы, раму проектируют в CAD и заказывают резку карбоновых пластин по файлу DXF.
Пропеллеры тоже не печатают: они вращаются с огромной скоростью и должны быть точно сбалансированы. Напечатанный пропеллер может разрушиться в полёте, а покупные стоят недорого.
То же касается крепежа. Винты, гайки, алюминиевые стойки между пластинами рамы стоят дёшево и прочнее любого пластика.
Какой пластик выбрать
| Пластик | Свойства | Для каких деталей |
|---|---|---|
| TPU | гибкий, ударопрочный, гасит вибрации | крепления камер и антенн, бамперы, защита |
| PETG | прочный, не хрупкий, держит нагрев до 70 °C | корпуса и держатели электроники |
| ASA | жёсткий, устойчив к ультрафиолету и нагреву | детали, которые подолгу бывают на солнце |
| Нейлон с углеволокном | очень жёсткий и лёгкий | нагруженные кронштейны и проставки |
| PLA | прост в печати, но хрупкий | прототипы для примерки, не для полётов |
TPU в FPV используют чаще всех остальных пластиков. Чаще берут жёсткость 95A: деталь держит форму, но гнётся при ударе. Печатать его нужно медленно, а пруток хранить сухим, иначе на детали появятся пузыри и нити.
PLA на дрон лучше не ставить. Совсем. Он хрупкий на ударе и размягчается уже при умеренном нагреве: деталь может повести в машине на солнце или рядом с горячим видеопередатчиком. Зато PLA удобен для быстрых примерок, перед тем как печатать финальную версию из TPU или PETG.
Нейлон с углеволокном абразивный и стачивает обычное латунное сопло, поэтому понадобится закалённое. Он сильно впитывает влагу, перед печатью его сушат.
Как напечатать деталь, которая не сломается
Слабое место любой напечатанной детали находится на границах между слоями. Вдоль них она ломается легче всего, поэтому, прежде чем отправлять модель в слайсер, подумайте, куда придётся удар или усилие затяжки винта, и разверните деталь на столе так, чтобы нагрузка шла поперёк слоёв.
Для креплений важнее количество стенок, чем процент заполнения. Три-четыре стенки дают детали прочную оболочку, а сплошное заполнение добавляет вес, почти ничего не давая взамен. Для TPU часто ставят 3–4 стенки и умеренное заполнение, а мелкие детали печатают почти сплошными.
Перед печатью финальной версии напечатайте пробную из PLA и примерьте на раму. Так проверяют отверстия и зазоры. Заодно видно, не задевает ли деталь пропеллер.
Где взять модели
Для популярных рам и камер готовые модели креплений уже есть на открытых каталогах вроде Printables и Thingiverse. Проверьте, что модель сделана под вашу раму и камеру, и посмотрите лицензию: некоторые запрещают коммерческое использование. Если подходящей модели нет, деталь проектируют самостоятельно. Как выбрать программу, мы разобрали в статье о программах для 3D-моделирования.
Источники
Частые вопросы
Какой 3D-принтер нужен для печати TPU?
Подойдёт большинство современных принтеров, но с директ-экструдером, где мотор подачи стоит прямо над соплом, печатать гибкий пластик намного проще. На принтерах с длинной подачей через трубку TPU печатают медленно и с осторожными настройками ретракта.
Можно ли напечатать пропеллеры?
Не стоит. Пропеллер вращается с огромной скоростью, требует точной балансировки и прочности, а напечатанный может разрушиться в полёте. Покупные пропеллеры дешёвые и делаются литьём под давлением.
Сколько весят напечатанные детали?
Обычно это несколько граммов на деталь. Вес зависит от пластика, числа стенок и заполнения, поэтому взвешивайте готовую деталь: для небольших дронов каждый грамм заметен.
