由学生主导的非营利组织Aeroptera于近日发布了其首款型号Lace，这是一款近乎完全3D打印的开源研究无人机，旨在应对科学研究中无人机成本高昂且难以获取的长期挑战。

Aeroptera创始人兼总裁侯建靖表示，创立想法源于与一位环境科学教授的对话，他认识到无人机是许多环境研究人员的必要但专属的平台。他认为，用于环境研究的科学无人机平台不应是奢侈品。Lace是他们迈向开放、可访问平台承诺的第一步，而3D打印是关键技术，使得Lace几乎可以在任何地方以可接受的成本制造。

在设计与材料方面，除机臂外，Lace的机身框架使用Polymaker的Fiberon材料打印，这是一种用碳纤维和玻璃纤维增强的高性能复合材料线材。Aeroptera表示，这种材料使他们能够以卓越的材料强度和刚度挑战3D打印结构的极限。Polymaker在看到其作品后成为了该项目的首席赞助商。

Lace设计注重模块化，可容纳Pixhawk 6C飞行控制器和一块4S 4500 mAh电池，同时电机、螺旋桨、电调和遥测系统均可更换。其最大有效载荷为1.5公斤，起飞重量为5公斤。所有STL文件、打印说明和组装建议均已免费公开。

然而，这款3D打印无人机也存在一些局限性。其复合材料框架在极端条件下可能无法与商用碳纤维或金属无人机的耐用性相媲美。有效载荷和起飞重量限制了更重仪器的搭载。成功的组装和操作需要具备性能足够的3D打印机和相关技术专长。此外，Lace未获得受管制空域的认证。

这些局限性正在引导Lace II的开发。更新后的型号正在爱荷华大学的研究人员和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校工程师的支持下进行开发，将采用重新设计的碳纤维增强PETG框架，具有增强的刚度、更高的抗扭转变形能力以及倾斜电机。

Aeroptera表示，希望Lace II这种易于获取、可定制且功能强大的3D打印无人机平台能够帮助致力于保护地球的环境研究人员。通过与全球研究人员和科学家合作，Aeroptera将继续努力为爱好者和专业人士开发创新的无人机平台。

研究无人机的一个主要限制是成本和可及性，而依赖广泛可得材料和组件的开放、可3D打印平台解决了这一障碍。这使研究人员能够进行亲身实验、快速迭代测试和定制，而无需依赖商业供应链。

过去已有案例证明了这种方法的潜力。去年，希腊西阿提卡大学的一项研究开发了一款用于大学STEM研究的低成本、开源3D打印无人机。2015年，一个爱好者社区免费发布了一款消费级无人机设计，允许任何拥有3D打印机的人复制和改造它。最近，工程师Tsung Xu独立3D打印了一架垂直起降无人机。这些案例表明，可获取的3D打印平台能够提供研究级能力，而无需承担高昂成本或依赖专有系统。