3D打印无人机的制造边界在哪里？

一架无人机，打印完直接装配，只补了几个螺纹孔。

Starke Additive最近交给Ferra Labs的这批件，无人机结构件。

全金属镂空骨架，晶格贯穿外壳，电池舱和电子模块安装位直接长在机体里，四轴臂、电机座一体成型。

传统加工遇到这个设计，往往需要拆成几十个零件焊接。

看图里那个桶形骨架。

外壁是不规则镂空，不是均匀打孔，是拓扑优化之后的有机形态。

每一个开口的位置和大小，都是力学计算的结果，材料只留在真正受力的地方。

顶部是蜂窝状穹顶，用来保护内部传感器，同时控制重量。

底部骨架向外撑开，兼做起落架。

这些特征如果用CNC来做，要专用夹具，进刀困难，而且起落架与机体的一体化连接需要焊接再补加工。

增材制造只需一次构建，几何关系在打印仓里就定好了了，装配也简单。

这批件用的是电子束熔融（EBM），GE旗下Colibrium Additive的设备，材料是钛合金。

EBM和LPBF（激光粉末床）的根本差异是构建环境。EBM在真空腔体内工作，粉末床整体维持在600–700°C。

这个温度场让零件在构建过程中均匀受热、均匀冷却，残余应力低。

钛合金在这个条件下的冶金质量接近锻件，疲劳性能有保障。

对无人机结构件来说，这一点很关键。

振动载荷、气动冲击、反复起降，都是疲劳失效的来源。

表面粗糙一点可以后处理，内部有残余应力或微裂纹，很难接受。

选激光还是电子束，主要看零件的失效模式。

项目负责人Bruno LE RAZER特别提到：

认真做了DfAM，主动减少了支撑结构。

支撑结构在金属打印里是个容易被低估的变量。

它在打印时支撑悬垂面，防止变形，但打印完之后要去除。

去除本身是风险。

手工敲击或机械切割，都会在接触面留下残余应力和表面损伤。

去除面通常需要再加工，加工就是新的装夹，新的装夹就是新的基准误差。

减少支撑的方法是从设计端介入。

回到标题的问题，无人机的制造边界。

几何复杂度，现在基本不是边界了。

晶格、薄壁、内流道、一体化多功能结构，EBM和LPBF都可以实现，区别只是工艺和后处理。

边界有两个。

一是尺寸。

EBM的构建仓通常较小，更大的机体要么分件打印再连接，要么换工艺。

二是设计。

打印不会帮你优化设计，它只负责把你给的几何形状做出来。

DfAM是门槛，需要在设计阶段把制造逻辑、力学逻辑、装配逻辑同时考量，这决定了无人机结构件能不能直接用。

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