3D打印超逼真的“獵鷹形”無人機(jī)，在航空和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域展現(xiàn)強(qiáng)大的驅(qū)鳥效果

2023年3月7日，南極熊獲悉，荷蘭技術(shù)公司The Drone Bird Company正采用3D打印技術(shù)來輔助其鳥形無人機(jī)的生產(chǎn)。該公司正在借助增材制造技術(shù)以及3D打印機(jī)制造商EOS和EOS的子公司AdvancedLaser Materials（ALM）以及增材制造服務(wù)提供商Partson Demand的專業(yè)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)更快的交付時(shí)間和更低的生產(chǎn)成本，同時(shí)還能擁有更大的設(shè)計(jì)通用性。這種合作意味著，The Drone Bird Company可以更快地推出更多的產(chǎn)品，并能夠更靈活地滿足不同客戶的需求。

EOS的選擇性激光燒結(jié)（SLS）技術(shù)與ALM的PA 640-GSL輕質(zhì)碳材料相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)機(jī)身和各種蓋板的3D打印。Drone Bird被設(shè)計(jì)成精確模仿猛禽的樣子，主要用于鳥類防控，在農(nóng)業(yè)和航空等多個(gè)行業(yè)都有應(yīng)用。

在接受Parts on Demand采訪時(shí)，Drone Bird公司的首席執(zhí)行官Jan-Willem Van den Eijke聲稱：“增材制造使我們能夠在材料、形狀和壁厚方面進(jìn)行開拓，例如，我們可以更快地改變?cè)O(shè)計(jì)。這促進(jìn)了Drone Bird的快速發(fā)展，我們可以對(duì)具體問題和應(yīng)用作出更迅速的反應(yīng)。”

Drone Bird的主要應(yīng)用

無人機(jī)原型最初是為支持Twente學(xué)生NicoNijenhuis的碩士論文課題而設(shè)計(jì)的，其實(shí)用性和成功性使其很快成為一個(gè)成熟的商業(yè)化產(chǎn)品。

Drone Bird的主要是應(yīng)用于航空業(yè)的鳥類防控措施。根據(jù)聯(lián)邦航空協(xié)會(huì)（FAA）的報(bào)告，鳥類撞擊和干擾每年造成高達(dá)5億美元的損失，僅在2021年就發(fā)生了15400次撞擊。這種無人機(jī)的仿獵鷹外形設(shè)計(jì)十分逼真，使其在阻止野生動(dòng)物和鳥類種群在機(jī)場(chǎng)上出現(xiàn)方面特別有效。由于無人機(jī)的真實(shí)性，鳥類會(huì)做出本能的反應(yīng)，而且會(huì)加深這種躲避本能。因此，Drone Bird可以在指定地點(diǎn)提供長(zhǎng)期和可持續(xù)的驅(qū)鳥措施。

農(nóng)業(yè)行業(yè)是使用這些無人機(jī)的另一個(gè)關(guān)鍵部門。每年，鳥類給荷蘭農(nóng)業(yè)部門造成的損失超過9000萬歐元。因此，這種無人機(jī)所展現(xiàn)出的強(qiáng)大驅(qū)鳥效果，對(duì)農(nóng)業(yè)部門的人特別有吸引力。此外，在Drone Bird無人機(jī)上上增加一個(gè)高清攝像頭后，還可以用來監(jiān)測(cè)牲畜，阻止捕食者，以及遠(yuǎn)程檢查灌溉系統(tǒng)。

△具有獵鷹外形的Drone Bird無人機(jī)。圖片來自Drone Bird公司。

使用增材制造來優(yōu)化開發(fā)和生產(chǎn)

Drone Bird最初是用玻璃纖維和環(huán)氧樹脂手工制作的。然而，在整個(gè)無人機(jī)的最初制造和生產(chǎn)過程中，這一過程變得明顯低效，并被認(rèn)為是在降低利潤(rùn)率。因此，為了優(yōu)化生產(chǎn)過程，Parts on Demand和ALM合作，提供增材制造和熱塑性塑料快速成型（RP）的研究和開發(fā)方面的專業(yè)知識(shí)。

ALM PA 640-GSL，一種基于PA12的碳纖維和玻璃填充材料，常被用來生產(chǎn)3D打印部件。這種材料具有高強(qiáng)度和剛度、高熱穩(wěn)定性、浮力、高質(zhì)量的太陽魚飾面和細(xì)節(jié)，而且每次平均建造的材料減少10%。因此，這種材料所3D打印的部件不僅足夠耐用，可以抵御惡劣的天氣和環(huán)境條件，而且由于每次構(gòu)建所需的材料較少，制造成本也較低。

通過使用ALM PA 640-GSL，結(jié)合EOS P 396 SLS 3D打印機(jī)，Drone Bird公司已經(jīng)能夠加速開發(fā)階段，并以更高的精度生產(chǎn)零件。事實(shí)上，制造和測(cè)試部件的速度使得部件的原型制作更加迅速。此外，在將3D打印融入生產(chǎn)過程后，該公司現(xiàn)在可以考慮和測(cè)試不同的增材制造材料。這使該公司能夠迎接新的挑戰(zhàn)，追求產(chǎn)品的新穎理念，同時(shí)保留形狀、材料屬性和壁厚方面的設(shè)計(jì)自由。

△EOSP 396系統(tǒng)。圖片來自EOS

3D打印無人機(jī)

商業(yè)無人機(jī)地市場(chǎng)在不斷增長(zhǎng)，這對(duì)于增材制造公司來講是一個(gè)可以開發(fā)的有價(jià)值的市場(chǎng)。例如，DroneIndustry Insights指出，美國(guó)的無人機(jī)總投資價(jià)值從2020年的24億美元增加到2021年的70億美元，幾乎增加了兩倍。

2021年，農(nóng)業(yè)技術(shù)初創(chuàng)公司Dragontech開始利用增材制造技術(shù)開發(fā)基于無人機(jī)的數(shù)據(jù)收集平臺(tái)，以幫助農(nóng)民監(jiān)測(cè)和識(shí)別田地中的問題。該公司利用MakerBot 3D打印機(jī)來設(shè)計(jì)和制作原型部件，這些部件可以用來將其系統(tǒng)集成平臺(tái)附加到現(xiàn)成的無人機(jī)上。Dragontech創(chuàng)始人Mel Wieting稱："我們希望能夠?qū)�幾乎所有類型的傳感器整合到無人機(jī)上，并將其全部整合到一個(gè)開箱即用的平臺(tái)上，這樣任何人都可以使用它。"

在其他地方，英國(guó)皇家空軍（RAF）從2022年開始開發(fā)一個(gè)包含3D打印無人機(jī)的空中攻擊單元。這些無人機(jī)配備了彈藥，可以作為蜂群部署，摧毀指定目標(biāo)。據(jù)報(bào)道，該計(jì)劃耗資400萬英鎊，還開發(fā)了一種名為 "Pizookie "的3D打印雙刀裝置。英國(guó)現(xiàn)任空軍總司令邁克-威格斯頓爵士聲稱，這些3D打印的無人機(jī)在壓倒和迷惑敵人的防空系統(tǒng)方面具有巨大的潛力。