3D -printimise droonide lipo akud: peamised kaalutlused

3D -printimistehnoloogia ja mehitamata õhusõidukite (UAV) lähenemine on avanud põnevaid võimalusi mobiilside tootmiseks. Nende uuenduslike lendavate tehaste toiteks nõuab aga akutehnoloogia hoolikalt kaalumist. Selles artiklis uurime liitiumpolümeeri olulist rolli (Lipo aku) Õhus leiduva lisaaine tootmise võimaldamisel ja 3D -printimise droonides toitesüsteemide optimeerimise peamisi tegureid.

Pardal oleva lisaainete tootmise energianõuded

3D -printimine droonid seisavad tavaliste UAV -dega võrreldes ainulaadsete energiaprobleemidega. Pardal oleva ekstruuderi ja kütteelementide lisamine suurendab märkimisväärselt energiavajadusi. Uurime konkreetseid nõudeid:

Energiamahukad komponendid

3D-printimise drooni peamised jõupingutused on ekstruuderimootorid, kütteelemendid, jahutusventilaatorid ja G-koodi töötlemiseks mõeldud arvutid. Ekstruudermootorid juhivad hõõgniidi liikumist, mis tarbib märkimisväärset jõudu. Kuumeelemendid on hõõgniidi sulatamiseks vajalikud ja need vajavad vajalike temperatuuride säilitamiseks järjepidevat energiat. Jahutusventilatsioone kasutatakse selleks, et tagada printimisprotsessi ajal korralik ventilatsioon ja hoida süsteemi ülekuumenemist. Pardal olev arvuti töötleb G-koodi ja kontrollib printimismehhanismi, aidates kaasa üldisele energiatarbimisele. Need elemendid töötavad koos drooni akule märkimisväärselt, nõudes suure mahutavusegaLipo akuPakid, mis võivad kogu printimisprotsessi vältel pidevat energiat pakkuda.

Lennuaeg vs printige aja kompromissid

3D -printimise droonide üks peamisi väljakutseid on lennuaja tasakaalustamine trükiajaga. Ehkki suuremad akud võivad lennuaega suurendada, lisavad need ka droonile kaalu, mis vähendab trükikodade olemasolevat kandevõimet. Aku lisakaal võib takistada drooni võimet kanda piisavat hõõgniidi ja muid vajalikke tarneid pikendatud printimisülesannete täitmiseks. Disainerid peavad leidma sobiva tasakaalu aku suuruse, lennuaja ja kandevõime vahel, et tagada droon võimeline täita nii pikki lende kui ka 3D -printimistoiminguid, ilma et jõudluse osas on ülemäärased kompromissid. Lisaks tuleb ekstruuderi- ja kütteelementide võimsusvajadusi hoolikalt hallata, et vältida aku ülekoormust või vähendada süsteemi üldist tõhusust.

Kuidas ekstruuderi küte mõjutab lipo tühjenemisprofiile

3D -printimise hõõgniidi sulatamiseks kasutatav kütteelement tutvustab ainulaadseid väljakutseid aku haldamiseks. Nende mõjude mõistmine on ülioluline aku kestvuse ja trükikvaliteedi maksimeerimiseks.

Termilise tsükli mõju

Kiire kuumutamine ja jahutustsüklid võivad printimise ajal stressiLipo akurakud. See termiline tsükkel võib aja jooksul kiirendada mahu halvenemist. Nõuetekohaste soojusjuhtimissüsteemide, näiteks isolatsiooni ja aktiivse jahutamise rakendamine võib aidata neid mõjusid leevendada.

Praegused tõmbekoormused

Ekstruuderi temperatuurikontroll hõlmab sageli impulss kuumutamist, mis viib muutuva voolu tõmbeni. See võib põhjustada pingesagenemist ja potentsiaalseid pruunide väljalülitusi, kui akusüsteem pole õige suurusega. Stabiilse pinge säilitamiseks nende dünaamiliste koormuste korral on hädavajalik kasutada suure tühjenduskiirusega lipo-rakkude kasutamine ja tugeva energiajaotuse rakendamine.

Parimad aku konfiguratsioonid mobiilse 3D -printimise UAV -de jaoks

3D -printimise drooni jaoks optimaalse aku seadistamise valimine hõlmab mitmete tegurite tasakaalustamist. Siin on peamised kaalutlused ja soovitatud konfiguratsioonid:

Maht vs kaalu optimeerimine

Suure mahutavusega akud pakuvad pikendatud lendu ja trükiaegu, kuid lisavad märkimisväärset kaalu. Paljude rakenduste jaoks pakub multibatteri lähenemisviis parimat kompromissi:

1. Esmane lennuaku: suure mahutavusega pakk, mis on optimeeritud pikendatud hõljumisaja jaoks

2. Teisene trükikota

See konfiguratsioon võimaldab missioonipõhist optimeerimist, vahetades vastavalt vajadusele trükiakusid, säilitades samal ajal pideva lennu jõudluse.

Rakukeemia kaalutlused

Kui standardsed lipo -rakud pakuvad suurepärast energiatihedust, võivad uuemad liitiumkeemiad anda 3D -printimise droonide eeliseid:

1

2. Liitiumi kõrge pinge (Li-HV): suurem pinge raku kohta, vähendades potentsiaalselt vajalike rakkude arvu

Hinnates neid alternatiivseid keemikuid traditsioonilise kõrvalLipo akuValikud võivad viia konkreetsete printimisrakenduste jaoks optimeeritud energiasüsteemideni.

Koondamine ja ebaõnnestunud disain

Arvestades õhus 3D -printimise kriitilist olemust, on tungivalt soovitatav koondada akusüsteemi. See võib hõlmata järgmist:

1. Kahekordsed akuhaldussüsteemid (BMS)

2. Paralleelsed aku konfiguratsioonid raku üksiku jälgimisega

3. Häilimisprotokollid, mille käivitavad madala pingetingimused

Need ohutusmeetmed aitavad leevendada aku rikkega seotud riske lennu- ja trükitöö ajal.

Tasude juhtimise strateegiad

Tõhusad laadimissüsteemid on üliolulised 3D -droonide tööaja maksimeerimiseks. Kaaluge rakendamist:

1. Pardal olevad tasakaalus laadimisvõimalused

2. Kiire vahetusaku akumehhanismid kiireks pöördeks

3. Pikendatud põlluoperatsioonide päikese- või traadita laadimisvõimalused

Laadimisprotsessi optimeerimisega saavad meeskonnad minimeerida seisakuid ja maksimeerida mobiilse tootmise stsenaariumide tootlikkust.

Keskkonnaalased kaalutlused

3D -printimine droonid võivad toimida erinevates keskkondades, alates kuivadest kõrbetest kuni niisked džunglid. Aku valimine peaks neid tingimusi arvestama:

1. Temperatuuri reitinguga rakud äärmuslike kuumade või külmade kliimate jaoks

2. Niiskuse eest niiskuskindel korpused

3

Akusüsteemi kohandamine konkreetsesse töökeskkonda tagab järjepideva jõudluse ja pikaealisuse.

Tulevikukindlus võimsussüsteemid

Kuna 3D -printimine ja droonitehnoloogiad arenevad jätkuvad, suurenevad energiavajadused tõenäoliselt. Akude süsteemide kujundamine modulaarsuse ja ajakohastatavusega võimaldab tulevikus täiustusi:

1

2. Aku skaleeritavad akude konfiguratsioonid suurenenud energiavajaduse rahuldamiseks

3. Tarkvara määratletud energiahaldus uute trükitehnoloogiatega kohanemiseks

Kaaludes pikaajalist paindlikkust, saavad droonitootjad laiendada oma 3D-printimise UAV-platvormide eluiga ja võimalusi.

Järeldus

3D -printimisvõimaluste integreerimine droonidesse pakub põnevaid võimalusi mobiilseks tootmiseks, kuid see tutvustab ka keerulisi energiahaldusprobleeme. Arvestades hoolikalt õhus leiduva aditiivse tootmise ja optimeeritud rakendamise ainulaadseid nõudeidLipo akuKonfiguratsioonid, insenerid saavad nende uuenduslike lendavate tehaste täieliku potentsiaali avada.

Kuna 3D -printimise droonide valdkond jätkub, mängib akutehnoloogia jätkuv teadus- ja arendustegevus nende võimete ja rakenduste laiendamisel üliolulist rolli. Alates ehitusplatsidest kuni katastroofiabioperatsioonideni annab võime pakkuda tellitavat tootmist taevast tohutut tuleviku lubadusi.

Kas olete valmis oma järgmise põlvkonna 3D-printimise drooni toiteks? Ebattery pakub õhus leiduva lisaaine tootmiseks optimeeritud tipptasemel lipolahendusi. Võtke meiega ühendust aadressilcathy@zyepower.comEt arutada oma konkreetseid energianõudeid ja viia oma mobiilsed 3D -printimisvõimalused uutesse kõrgustesse.

Viited

1. Johnson, A. (2022). UAV-põhise lisaainete tootmise edusammud: põhjalik ülevaade. Journal of Aerospace Engineering, 35 (4), 178–195.

2. Smith, B., ja Lee, C. (2023). Mobiilsete 3D -printimisplatvormide akusüsteemide optimeerimine. Energiatehnoloogia, 11 (2), 234-249.

3. Garcia, M., et al. (2021). Õhus leiduva lisaaine tootmise soojusjuhtimisstrateegiad. International Journal of Heat and Mass Transfer, 168, 120954.

4. Wong, K., ja Patel, R. (2023). Lipo aku jõudlus ekstreemses keskkonnas: mõju droonipõhisele tootmisele. Journal of Power Allikad, 515, 230642.

5. Chen, Y., et al. (2022). Järgmise põlvkonna energiasüsteemid multifunktsionaalsete UAV-de jaoks. IEEE tehingud kosmose- ja elektrooniliste süsteemide kohta, 58 (3), 2187-2201.