โดรนกำลังเติบโตอย่างต่อเนื่อง: การคาดการณ์ระบุว่าตลาดโดรนจะเติบโตจากมูลค่า 14 พันล้านดอลลาร์ในปี 2018 ไปสู่มากกว่า 43 พันล้านดอลลาร์ในปี 2024 เพื่อให้สอดคล้องกับการเติบโตอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมนี้ นวัตกรรมที่รวดเร็วคือกุญแจสำคัญสู่ความสำเร็จในการแข่งขัน และการพิมพ์สามมิติก็เหมาะอย่างยิ่งในการสนับสนุนสิ่งนี้
เมื่อกรณีการใช้งานโดรนทั้งในระดับมืออาชีพและงานอดิเรกยังคงขยายตัว ตั้งแต่การแข่งขัน FPV ไปจนถึงการบรรเทาภัยพิบัติ การขนส่งสินค้า และการลาดตระเวน การพิมพ์สามมิติจะมีบทบาทที่ชี้ขาดมากขึ้นเรื่อย ๆ ในการผลิตโดรนที่สามารถมอบสมรรถนะในระดับใหม่ได้
การพิมพ์สามมิติช่วยย่นระยะเวลาในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ ลดต้นทุนการผลิต และเปิดโอกาสให้นักออกแบบและผู้ผลิตกล้าเสี่ยงมากขึ้นกับการออกแบบโดรนพิมพ์สามมิติแบบล้ำสมัย ซึ่งช่วยสร้างศักยภาพในการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีในรูปแบบใหม่
อ่านต่อเพื่อเรียนรู้ว่าการพิมพ์สามมิติถูกนำมาใช้สร้างโดรนอย่างไร ตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบไปจนถึงการผลิต และเรียนรู้วิธีสร้างโดรน DIY ที่พิมพ์สามมิติด้วยตัวคุณเอง
การสร้างต้นแบบโดรนอย่างรวดเร็วด้วยการพิมพ์สามมิติ
ด้วยการพิมพ์สามมิติ นักออกแบบไม่จำเป็นต้องใช้เวลาหลายชั่วโมงในการวิเคราะห์ความเสี่ยงและข้อเสียที่อาจเกิดขึ้นของคุณสมบัติการออกแบบใหม่ เครื่องพิมพ์สามมิติความละเอียดสูงสามารถผลิตชิ้นส่วนต้นแบบใหม่ได้อย่างรวดเร็วเพื่อการทดสอบ โดยก่อให้เกิดของเสียน้อยมาก ผู้ผลิตโดรนสามารถผลิตโมดูลที่ถอดเปลี่ยนได้ด้วยความแม่นยำทางเรขาคณิตในระดับสูง โดยไม่จำเป็นต้องใช้ชิ้นส่วนแม่พิมพ์ที่มีราคาแพงและใช้เวลานาน
ในการผลิต MRB-1 ซึ่งแสดงอยู่ด้านบน Marble ใช้เครื่องพิมพ์ของ Formlabs เพื่อผลิตคลังชิ้นส่วนสั่งทำพิเศษสำหรับโดรนของพวกเขา รวมถึงโครงเครื่องยนต์ ปีกย่อย และแม้แต่รุ่นขนาดเล็กเพื่อช่วยให้เห็นภาพผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
การนำเครื่องพิมพ์สามมิติเข้ามาใช้ในกระบวนการช่วยลดระยะเวลาในการผลิต เนื่องจากการสร้างชิ้นส่วนใหม่ใช้เวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง ตัวอย่างเช่น โดรน MRB-1 ใช้เวลาเพียงสี่สัปดาห์จากแนวคิดการออกแบบเริ่มต้นไปจนถึงต้นแบบที่ใช้งานได้จริง
การพิมพ์สามมิติไม่เพียงแต่ให้ข้อได้เปรียบในด้านอิสระในการออกแบบและการประหยัดเวลาเท่านั้น แต่ยังสามารถช่วยประหยัดเงินได้เป็นจำนวนมากอีกด้วย การใช้ไฟล์ CAD ที่สามารถแชร์และแก้ไขได้ง่ายในช่วงการออกแบบ ยังช่วยให้การทำซ้ำของการออกแบบเป็นเรื่องง่าย
สิ่งนี้ทำให้การกล้าเสี่ยงและการสร้างนวัตกรรมในการออกแบบโดรนมีต้นทุนที่เข้าถึงได้มากขึ้น ในระหว่างการพัฒนาโดรนของตนเอง นาวิกโยธินสหรัฐฯ พบว่ากระบวนการผลิตโดรนหนึ่งลำมีต้นทุนประมาณ 600 ดอลลาร์ โดยไม่รวมค่าใช้จ่ายในการซื้อเครื่องพิมพ์ เมื่อเปรียบเทียบกับโดรน Raven ที่ผลิตสำเร็จรูปเพื่อตอบโจทย์การใช้งาน ซึ่งอาจมีราคาสูงถึง 30,000 ดอลลาร์สำหรับนาวิกโยธิน
ORQA ได้ผลิตแว่น FPV รุ่น One ระดับพรีเมียมของพวกเขา โดยการสร้างต้นแบบชิ้นส่วนต่าง ๆ บนเครื่องพิมพ์ของ Formlabs เพื่อปรับปรุงการออกแบบให้สมบูรณ์แบบ แว่นล้ำสมัยนี้ถูกออกแบบมาสำหรับการแข่งขันโดรน การบินฟรีสไตล์ และการจำลอง FPV
ชิ้นส่วนอะไหล่โดรนพิมพ์สามมิติตามต้องการ
ผู้ที่ออกแบบและสร้างโดรนเป็นอาชีพหรือในเวลาว่างต่างทราบดีว่าการซ่อมหรือเปลี่ยนชิ้นส่วนนั้นเป็นเรื่องยาก (และมีค่าใช้จ่ายสูง) นักบินที่ยังไม่มีประสบการณ์ สภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวย หรือกิ่งไม้ที่เกะกะ มักนำไปสู่การชนที่อาจสร้างความเสียหายราคาแพงให้กับโดรน
การพิมพ์สามมิติช่วยให้การผลิตชิ้นส่วนอะไหล่โดรนเป็นเรื่องง่ายขึ้น ในกรณีของนาวิกโยธิน การเปลี่ยนส่วนปีกที่เสียหายของโดรนสมรรถนะสูง ซึ่งเดิมมีค่าใช้จ่ายถึง 8,000 ดอลลาร์ ปัจจุบันสามารถทำได้ด้วยต้นทุนเพียงประมาณ 0.1% ของราคานั้น
พรมแดนใหม่ในการออกแบบโดรน
แม้ว่าโดรนจำนวนมากจะใช้การออกแบบแบบควอดคอปเตอร์ที่เป็นที่นิยม แต่ความยืดหยุ่นของการพิมพ์สามมิติเปิดโอกาสให้นักพัฒนาสามารถสร้างสรรค์การออกแบบที่ทะเยอทะยานยิ่งขึ้นได้อย่างมาก เปิดพื้นที่ให้จินตนาการอย่างเต็มที่
UAV Zelator ซึ่งเป็นผู้ชนะการแข่งขัน Airbus Cargo Drone Challenge ปี 2016 ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการขนส่งสินค้าขนาดเล็ก โดยเฉพาะเวชภัณฑ์ ในพื้นที่ห่างไกล Zelator มีการออกแบบแบบปีกตรึง ผู้สร้างใช้วัสดุพิมพ์สามมิติเพื่อสร้างโครงสร้างที่แข็งแรงพอจะรับมือกับสภาพอากาศที่เลวร้าย และเบาพอ (ต่ำกว่า 25 กิโลกรัม) เพื่อทำงานในสภาพแวดล้อมที่ท้าทายซึ่งมีแนวโน้มจะพบเจอ
X VEIN ของ Yuki Ogasawara และ Ryo Kumeda เป็นโดรนควอดคอปเตอร์ที่ออกแบบเชิงกำเนิดและพิมพ์สามมิติ โดยถูกออกแบบให้เป็น “โดรนช่วยชีวิต” X VEIN ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการปฏิบัติงานด้านการบรรเทาภัยพิบัติ มีระยะเวลาการบินที่ยาวนานขึ้น โครงสร้างเสริมความแข็งแรง และการ์ดป้องกันใบพัดเพื่อป้องกันความเสียหายจากการชน คุณสมบัติเหล่านี้ทั้งหมดถูกรวมเข้าไว้ในตัวถังควอดคอปเตอร์แบบโครงตาข่าย ซึ่งสร้างขึ้นด้วยการพิมพ์สามมิติ
การออกแบบโครงสร้างตาข่ายของ X VEIN สามารถผลิตได้ด้วยการพิมพ์สามมิติเท่านั้น
ระดับการปรับแต่งที่สูงในการออกแบบโดรน ความซับซ้อนของโครงสร้างตาข่าย และอิสระในการปรับความหนาแน่นภายในซอฟต์แวร์ CAD เชิงกำเนิด ล้วนเป็นสิ่งที่เป็นไปได้เฉพาะจากความสามารถของเทคโนโลยีการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing)
ในขณะที่ผู้ผลิตหลายรายทดลองกับโดรนขนาดใหญ่ ก็ยังมีความคิดสร้างสรรค์ด้านการออกแบบในอีกด้านหนึ่งของขนาดเช่นกัน ตัวอย่างเช่น Piccolissimo ของมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย (UPenn) เป็นหนึ่งในโดรนที่มีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่เคยผลิตมา
Piccolissimo ของ UPenn เป็นหนึ่งในโดรนที่เล็กที่สุดเท่าที่เคยผลิตมา โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 24.26 มิลลิเมตร และมีน้ำหนักเบาเพียง 2.5 กรัม
ด้วยใบพัดและโครงสร้างเพียงชิ้นเดียว Piccolissimo เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมสุดขั้ว ขนาดจิ๋ว (เส้นผ่านศูนย์กลาง 24.26 มิลลิเมตร) และน้ำหนักที่เบามาก (เพียง 2.5 กรัม) สามารถทำได้ด้วยการใช้ชิ้นส่วนพิมพ์สามมิติเท่านั้น น้ำหนักและขนาดนี้ทำให้โดรนขนาดเล็กจิ๋วนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทำงานในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ไม่เสถียร หรือสำหรับการลาดตระเวนในพื้นที่คับแคบหรือห่างไกล งานลักษณะนี้เป็นสิ่งที่มนุษย์หรือโดรนขนาดใหญ่ไม่สามารถทำได้
Piccolissimo ยังเป็นสัญญาณบ่งชี้ถึงกรณีการใช้งานที่ประสบความสำเร็จในอนาคตของการพิมพ์สามมิติและหุ่นยนต์ฝูง (Swarm Robotics) ผู้ผลิตอาจใช้วิธีการพิมพ์สามมิติเพื่อสร้างเครื่องมืออย่าง Piccolissimo สำหรับงานหุ่นยนต์ฝูง เช่น ภารกิจค้นหาและกู้ภัย ขอเพียงหวังว่าเทคโนโลยีนี้จะถูกนำไปใช้ในทางที่ดีเท่านั้น ไม่ใช่เหมือนในตอนหนึ่งที่โด่งดังของ Black Mirror
วิธีสร้างโดรนพิมพ์สามมิติของคุณเอง
ด้วยการพิมพ์สามมิติ เป็นไปได้ที่จะผลิตชิ้นส่วนส่วนใหญ่ที่จำเป็นสำหรับการสร้างโดรนหรือควอดคอปเตอร์ ยกเว้นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ชิ้นส่วนโดรนพิมพ์สามมิติอาจรวมถึงโครงตัวถัง เปลือกป้องกันเพิ่มเติมสำหรับเฟรม ใบพัด ชุดขาลงจอด ฐานยึดมอเตอร์ ฐานยึดอุปกรณ์เสริม (เช่น เครื่องสแกน กล้อง เซนเซอร์ หรืออุปกรณ์ที่เป็นประโยชน์อื่น ๆ) และโครงสำหรับรีโมตและแหล่งพลังงานของโดรน
ในการสร้างโดรน DIY ของคุณเอง คุณสามารถเลือกจากการออกแบบโอเพ่นซอร์สสำเร็จรูปที่มีจำหน่ายมากมาย เช่น การออกแบบควอดคอปเตอร์ที่พิมพ์สามมิติได้ของ OpenRC ซึ่งแสดงอยู่บนปกของบทความนี้ ฐานข้อมูลโมเดลสามมิติและชุมชนอย่าง Pinshape ก็มีการออกแบบโดรนและอุปกรณ์เสริมที่สามารถพิมพ์สามมิติได้ทั้งหมดให้เลือกอย่างหลากหลาย นอกจากนี้ การสร้างโมเดลสามมิติของชิ้นส่วนหรืออุปกรณ์เสริมใหม่ ๆ ด้วยตนเอง ยังเปิดโอกาสอย่างไร้ขีดจำกัดในการปรับการออกแบบโดรนให้เหมาะกับการใช้งานเฉพาะด้าน ชุมชนออนไลน์อย่าง RC Groups, DIY Drones และแน่นอน Reddit ก็สามารถมอบการสนับสนุนและแรงบันดาลใจได้มากมายเช่นกัน
ในการพิมพ์โดรนของคุณ คุณสามารถใช้เทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติพลาสติกทั่วไปได้ทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็น Fused Deposition Modeling (FDM), Stereolithography (SLA) หรือ Selective Laser Sintering (SLS) ขึ้นอยู่กับความต้องการของคุณ
ในบรรดาเทคโนโลยีทั้งสามนี้ การพิมพ์สามมิติแบบ SLA มอบจุดสมดุลที่เหมาะสมระหว่างความแม่นยำสูงและวัสดุที่หลากหลาย เนื่องจากลักษณะการใช้งานของโดรน เราขอแนะนำให้เลือกวัสดุที่สามารถรับแรงกด การยืด การดัดงอ และแรงกระแทกได้โดยไม่แตกหัก เช่น กลุ่มเรซิน SLA ประเภท Tough และ Durable
 |
รายละเอียดเครื่อง Formlab form4 SLA คลิก เช็คราคา คลิก |
 |
รายละเอียดเครื่อง Formlab Fuse 1+ 30W SLS คลิก เช็คราคา คลิก |
