Пара дронов разделила обязанности по 3D-печати

Ketao Zhang et al. / Nature, 2022

Инженеры из четырех стран разработали систему 3D-печати из двух дронов, выполняющих разные функции: один из них отвечает за саму печать, а второй следит за тем, чтобы напечатанный предмет совпадал с планом. Статья опубликована в Nature.

Традиционный 3D-принтер имеет фундаментальное ограничение: у него есть рабочая область печати, и выйти за ее пределы в общем случае не получится. Хотя, есть способы обойти это ограничение и строительные принтеры с рабочей зоной размером в несколько метров по каждой стороне. Есть и другой подход: можно установить печатающую головку на подвижную платформу и таким образом задавать рабочую зону в процессе печати, а не в момент сборки принтера. Ранее для этого предлагали использовать роботов на мобильных платформах, в том числе и для работы в паре, где каждый отвечает за свою половину.

Инженеры из Великобритании, Германии, США и Швейцарии под руководством Мирко Ковача (Mirco Kovac) из Лондонского имперского колледжа предложили другой принцип — использовать два дрона, причем дать им разные роли. Также использование дронов позволяет печатать структуры в местах, недоступных для наземных роботов.

Главный дрон авторы назвали BuilDrone. Он имеет большую грузоподъемность и на нем установлена печатающая головка, причем инженеры создали два вида: зафиксированную головку и закрепленную на дельта-манипуляторе. Второй вариант позволяет компенсировать колебания дрона, двигая сопло во время печати, чтобы оно сохраняло стабильное положение относительно печатаемой конструкции.

Дроны меняются местами после каждого напечатанного слоя. Второй дрон, получивший название ScanDrone, летает над местом печати и сканирует напечатанные слои с помощью камеры глубины. Это позволяет адаптировать высоту следующего слоя и проверять, соответствует ли реально напечатанное исходной 3D-модели.


Во время экспериментов дроны напечатали конструкции из разных материалов. В том числе двухметровую башню из полимерной пены, состоящую из 72 слоев, а также 18-сантиметровый цилиндр из 28 слоев цемента. Без дельта-манипулятора точность печати (медианное значение ошибки) при скорости 5 сантиметров в секунду составляет 1,2 сантиметра, а при его использовании она возрастает до 0,6 сантиметра. А если снизить скорость до одного сантиметра в секунду, точность возрастает до 0,4 и 0,1 сантиметра соответственно.


В прошлом году мы рассказывали о другом дроне с дельта-манипулятором. Он выделяется конструкцией винтов: они могут поворачиваться, поэтому дрон может занимать практически любое положение в воздухе.

Григорий Копиев


Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.