3D打印碳纤维模具助学生无人机团队O.L.I.V.I.A.斩获国际竞赛大奖,破制造瓶颈
近日,意大利材料工程公司Xenia Materials与米兰理工大学的学生协会Fly-Mi EUROAVIA Milano建立了合作伙伴关系,旨在支持O.L.I.V.I.A.项目的开发。
这是一款专为现实世界人道主义任务设计的自主固定翼无人机。
该项目为2025年UAS挑战赛而创建,并在该国际竞赛中获得了总成绩第三名及系统可靠性安全奖。

对于学生团队而言,将雄心勃勃的设计转化为现实的主要挑战往往在于制造途径。
满足空气动力学和结构性要求通常需要精密的工装,这超出了学生团队的预算和设施能力。
在此背景下,3D打印技术被证明是破除这一关键制造约束的有效工具,它使团队能够在内部制造出精确的复合材料工装。
O.L.I.V.I.A.无人机采用V型尾翼和半椭圆形高翼配置,需要能够承受热压罐层压循环的复合结构和精密模具。
该团队使用了Xenia Materials的XECARB 40-C20-3DP材料来制造这些模具。
这是一种碳纤维增强聚碳酸酯材料,能够在反复的热压罐循环中保持尺寸稳定性。
通过3D打印工装而非最终结构部件,学生们将增材制造与传统复合材料工艺成功地结合了起来。
3D打印的模具轻量化,简化了层压过程中的搬运和定位,其强度足以承受反复的120°C、2巴压力的热压罐循环而不翘曲。
Fly-Mi EUROAVIA Milano团队表示,Xenia的材料使他们能够制造出精确、坚固且在操作中可靠的模具,这对实现无人机所需的性能至关重要。
这种方法特别适用于复合材料部件的工装制造,并在接触热压罐设施和具备复合材料专业知识的条件下,显著缩小了学术设计与竞赛级制造之间的差距。

纵观各学生无人机项目,3D打印已被证明是克服特定制造约束的实用解决方案。
例如,Aeroptera的Lace无人机依赖增材制造来降低成本和设施准入门槛。
奥尔堡大学的混合空潜无人机使用3D打印的结构部件来克服传统方法难以解决的复杂几何形状和防水挑战。
与此同时,华威大学的学生团队也为复合材料救援无人机制造了3D打印模具,以解决机翼和机身制造中的精度和可重复性限制。
在这些案例中,3D打印都使学生能够快速迭代设计,在内部制造关键部件,从而弥合了学术设计与可飞行的无人机平台之间的制造鸿沟。


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