Hogyan stabilizálható a rezgés egy 3D drónnyomtatott optikai tartóban?

Félig nyomod a gázpedált, és a kijelző hullámozni kezd. A kép remeg, mint az olvadt üveg, a száloptikai kapcsolat instabillá válik, és egy pillanatra a repülési jel kevésbé tiszta. A drón belseje tökéletes, a motorok csendesek, a propellerek súrlódás nélkül forognak, és a hangolás nagyon stabil. De ennek ellenére a kép remeg, mintha a kamera nem lenne biztonságosan rögzítve.

Az elektronikával kapcsolatos problémák ritkán fordulnak elő, és legtöbbször magában a tartóban rejtőznek. Egy 3D nyomtatott tartó a ...-hoz/-hez száloptikai drón adó-vevők A túl merev vagy túl vékony szerkezet nem nyeli el a rezgéseket úgy, mint egy hangvilla, hanem felveszi a rezgéseket, és továbbítja azokat az optikának. Az adott motorsebességeken fellépő rezgések pontosan megfelelnek a keret természetes frekvenciájának, így a mozgást inkább felerősítik, mintsem csillapítják. Amint az eredet ismert, a javítás egyszerűvé válik. Cserélje ki a rugalmatlan PLA-t PETG-re, és készítsen egy giroiddal töltött tartót a rezonancia elnyelésére. Ezenkívül egy 90A TPU-t és egy 1 mm-es VHB réteget kell használni az ízületi rezgések blokkolására – ez különösen hasznos, ha már olyan terepi problémákkal küzd, mint például kábelek akadnak a fákon.

Miért viselkedik a PLA hangvillaként?

A PLA nyomtatás után hibátlannak tűnik – a rétegek simák, az élek élesek, a sarkok tiszták. De ez a hibátlanság egy álca a drón belsejében, amely egy gyengeséget fed fel. Az anyag nagyon kemény és törékeny. Amikor a motorok rezgése áthalad a vázon, a PLA tükörként működik az energiára, és nem nyeli el azt. Ez folyamatos csengéshez vezet, ami mikrorezgéseket közvetít közvetlenül a kamerába vagy a száloptikai csatlakozásba. Két azonos tartó teszteredményei megegyeznek. Az egyik PLA-ból készült tartó nagyon hangosan rezeg bizonyos motorsebességeknél, gyakorlatilag minden rezgést reprodukál. Másrészt a PETG-ből készült tartó kissé meghajlik feszültség hatására, ezért sokkal gyorsabban elvezeti az energiát.

A PETG ezen tulajdonsága többszörösen csökkenti a kamerára továbbított rezgéseket, ezáltal biztosítva a kép élességét még hirtelen teljesítményváltozás esetén is. Ezenkívül a hő ront a helyzeten. Egy forró videoadó közelében a PLA elveszíti szerkezetét, meghajlik, és végül szétesik. Egy bizonyos hőmérsékletig a PETG az erősebb anyag, és nem változtatja meg az alakját. Professzionális konstrukciókhoz a PLA használatát csak prototípusokra kell korlátozni, soha nem szabad repülésre kész állványokban használni.

Hogyan csapdába ejti a rezonanciát egy gyroid szendvics?

A legtöbb építő feltételezi, hogy egy keményebb tartó felszerelése kiküszöböli a rezgéseket; ezért 100%-os kitöltést választanak. A valóságban a rezgések nem csökkennek, hanem inkább átkerülnek egy teljesen tömör tartó, például egy harang használatakor. A gyroid szendvics ezt a jelet megfordítja azáltal, hogy kiegyensúlyozott szerkezetet és rugalmasságot biztosít. Ebben az elrendezésben a külső PETG réteg szilárd keretként szolgál, amely a... száloptikás csatlakozó a helyén.

A belső, alacsonyabb sűrűséggel nyomtatott giroid mag enyhén meghajlik, és a rezgést a páciens geometriáján keresztül eloszlatja. Amikor az energia eléri a mechanikát, a minta kisebb hullámokra osztja azt, amelyek az optika érintése előtt elhalnak. Az elv ugyanaz, mint amit a repülőgépmérnökök a könnyű kompozit paneleknél alkalmaznak. Megakadályozzák a rezonancia távolabbi terjedését azáltal, hogy a belső cellákban rögzítik a rezgést. A giroid szendvics ugyanazt a hatást éri el – tisztább felvétel, kisebb súly és a zseléhatás kisebb valószínűsége HD videókban.

Hogyan szeleteljük és nyomtassuk ki a gyroid szendvicset

Egy funkcionális giroid szendvics sikere teljes mértékben a helyes szeleteléstől függ. Kezdjük két vagy három PETG falszegély elkészítésével – éppen annyival, hogy megtámasztsák a darabot anélkül, hogy túlságosan megszilárdulna. Ne használjunk túl vastag külső rétegeket, mert ezek akadályozhatják a rugalmasságot. A kitöltési sűrűséget 20% és 30% közötti értékre állítsuk be, giroid vagy rácsos minta választásával.

A kiválasztott sűrűségtartomány lehetővé teszi a motor rezgéseit elnyelő belső mozgás megfelelő működését. A fokozott kontroll érdekében a célzott csillapító zónákat közvetlenül a csavaros rögzítések alá vagy a vékony karok közelébe helyezzük. A PrusaSlicerben helyezzünk el egy módosítót alul, és alkalmazzunk 15%-20%-os gyroid kitöltést erre a területre. A Curaban ugyanerre a célra építsünk egy módosító kockát.

Többanyagos nyomtatóval történő nyomtatás esetén a TPU-t a csillapító területekhez rendelje, a PETG-t pedig a héjhoz. A tömör részeket soha ne teljes sűrűséggel nyomtassa, mivel ezek felfogják a rezgéseket, és használhatatlanná teszik a rugalmas magot. A szelektív szerkezet és a puha megerősítés kombinációja kiegyensúlyozott teljesítményt biztosít.

Mit csinál a 90A TPU – és hogyan teszteljük

A választott TPU keménység dönti el, hogy a tartó kiszűri vagy átviszi a rezgéseket. Az ideális keménység a Shore-skálán körülbelül 90 A – elég kemény ahhoz, hogy fenntartsa a száloptikai kapcsolatot, de mégis elég puha ahhoz, hogy elnyelje a zümmögést. A 85A minőség, mivel lágyabb, idővel megereszkedik, és így elveszíti tökéletes illeszkedését. A 95A minőség keményebb, és kemény műanyag érzetét kelti, így a párnázottság nem érezhető.

Keménységmérő nélkül is jó módszer a körömteszt az anyag keménységének meghatározására. Íme a lépések:

• Ha csak egy kis lenyomat marad a párnán, az azt jelenti, hogy az anyag túl kemény.
• Ha a köröm teljesen lenyomja a betétet, és nyomot hagy, az azt jelenti, hogy az anyag túl puha.
• Ha a szeg csak kissé nyomja le a korongot, majd gyorsan visszanyeri eredeti alakját, akkor az a 90A-es referenciaérték.

A keménység ellenőrzése után helyezz 90A-es TPU alátéteket vagy párnákat minden egyes rögzítőtalp alá. Ezek egy kompakt, mégis puha réteget hoznak létre, amely elválasztja a keret rezgéseit a kamerától, ugyanakkor a réteg szorossága miatt nem lesz optikai beállítási veszteség.

Hogyan válik az 1 mm-es VHB szalag rezgésvédővé?

A rezgés a legkényelmesebb menekülési útvonalát a karbon kerettel nyomtatott rögzítési pontnál találja meg. A motor zümmögése, ami a fő zajforrás ebben az összeállításban, a fém és a műanyag közvetlen érintkezésén keresztül az egész összeállítást eléri. Azonban, ha egy 1 mm-es VHB szalagréteget adunk hozzá, a helyzet fordított. Apró mechanikus biztosítékként erős nyírásra, de lágy nyomásra, így képes kezelni a szerkezeti terhelést, miközben blokkolja a rezgés áramlását.

Szalaggal fedd le az egész tartó alapját – ami fizikai teljesítmény –, ahelyett, hogy csak a csavarok helyét ragasztanád le. Óvatosan csavard felfelé, amíg a szalag kissé összenyomódik, biztonságosan tartva a tartót, de mégis lehetővé téve némi mozgást. Ha ennél nagyobb meghúzást érsz el, a szalag összenyomódik, és a csillapítás gyengül. A tartók célja, hogy közel tökéletes egyensúlyban legyenek; ne merevek, mégis biztonságosak.

Ez nagyon hasonlít ahhoz, ahogyan a járműgyártók a műszerfal anyagát használják: VHB ragasztószalaggal rögzítik a különböző alkatrészeket a fő szerkezethez, minden ragasztóréteg szigetelésként szolgál a zümmögő vagy rezgő alkatrészek ellen, anélkül, hogy a szilárdság rovására menne. Bár a drónalkalmazások esetében széles körben elterjedt, a videofelvételek vagy a stabil mozgóképek esetében nagyjából ugyanilyen módszerek érvényesek. A hulladékhő, ha nem gondosan alkalmazzák, negatívan befolyásolhatja a repülőgép alkatrészeinek általános állapotát: egy közeli videoadó idővel felmelegítheti a csatlakozást, és a ragasztó gyengülhet. A ragasztószalagot, ha gyengeség jelei mutatkoznak, évente egyszer, vagy minden alkalommal cserélni kell, miután hirtelen extrém hőhatás éri (repülés).

Hogyan diagnosztizálható a shake 5 perc alatt?

A rezgés diagnosztizálásához nincs szükség semmi különlegesre, például laboratóriumi felszerelésre vagy rezgésérzékelőkre, mivel a tesztelés után néhány percen belül kiderül. Általában repülésből, gyors lebegésből és gázkar-váltásból áll, miközben a saját repülésünket rögzítjük. A felvételek tanulmányozása során előfordulhat, hogy valahol elmosódást vagy enyhe billegést észlelünk, és ez lesz a rezgés területe. Ezután el kell távolítani a propellereket, és a drónt stabil felület fölé kell helyezni.

Járasd lassan a motorokat, és érintsd meg a vázat és az üvegszálat. A nagyon finom, nagyfrekvenciás zümmögés azt jelenti, hogy a tartó túl vékony vagy merev. A csavarfuratok körüli lágy, egyenletes impulzusok általában puha vagy egyenetlen érintkezésre utalnak, ami rosszul beállított alkatrészekre vagy az ízületekre ható túl nagy nyomatékra vezethető vissza. Csukd be a szemed az elemzéshez.

Ha nincs látáskárosodás, akkor az ujjbegyeidben árnyalatnyi hang- és textúraváltozásokat kell érezned, amelyeket összehasonlítasz a felvételen látottakkal. Ha úgy alakul, hogy a rezgés a középső gáztartományban kezdődik és csípősnek érződik, nyomtasd ki PETG-ben, vagy játssz a kitöltési mintákkal. Ha a rezgés unalmasnak és lassúnak érződik, akkor a kiegyenlítés következő lépéseként csillapító rétegeket vagy anyagokat, például TPV-t vagy VHB-t használhatsz. 5 percnyi munka után már racionális tippjeid vannak a hangoláshoz, megkímélve a próbálkozások és hibák túl sokától.

Négy gyakorlati lépés a rezgés megszüntetésére

A rezgés kijavítása leggyakrabban lépésről lépésre történő beavatkozáson múlik: egy olyan műveleten, amely folyamatosan növeli a kamera betáplálási minőségének megbízhatóságát, és megkerüli a jelentős, javíthatatlan módosításokat.

1. lépés: Cserélje ki az anyagot. Készítse el a PETG foglalatot változatlan geometriával. Az anyag rugalmassága hatékonyan kiküszöböli a rezonanciát a gázkar középső részén és a PLA-ból készült gyűrűn, miközben megőrzi az eredeti geometriát.

2. lépés – Reformáld a szerkezetet. Alig két-három fal, és állítsd be a giroid kitöltést legalább tizenöt-húsz százalékra, a szinergiát elsősorban az alap és a kar csatlakozásainál tervezve. Ha a nyomtatód kettős extrudálású, egy kis TPU sokat segít. Ez nagyon hasznos a tartó csillapításának növeléséhez.

3. lépés – A párnázás beállítása. Miután a nyomtatott anyag jelenete elkészült, TPU alátéteket vagy nagyméretű alsó maszkokat kell hozzáadni. Soha ne húzza meg a nagy vagy kis alkatrészek csavarjait, hogy a modell szerkezetét erőltesse, amikor enyhén felmelegszik, majd gondosan elosztja őket. A TPU 90 A-en is jól működik.

4. lépés: Helyezzen egy 1 mm vastag VHB ragasztószalagot a sárvédő alá. A csavarokkal gyakoroljon némi nyomást, hogy a tartók megszakítsák a váz és a tartók közötti koordinációt.

Ezekhez a beállításokhoz ismételd meg a lebegtetési és az ujjbegyteszteket. Az első és a második lépés kombinációja megoldja a problémát, katasztrofális bizonyítékot szolgáltatva a kisebb tervezési változtatások hatalmas sikerére.

Miért működik a javítás, és mire kell emlékezni

Maga a rezgés soha nem lesz az ellenséged. Inkább az, hogy milyen könnyen halad át a szerkezet által kijelölt különböző útvonalakon, nem pedig a rezgés általában. A kiválasztott pontokon fokozott csillapítás az egész állapotot kissé szétszórja és kisimítja. A rideg anyagokkal ellentétben, amelyek jobban kiemelik a rezonanciákat, mint a PETG, a giroid szendvics gyengülne, és az energiát befelé irányítaná, ahol az meghalhat, míg a TPU és a VHB együttesen függenek egymástól, hogy megakadályozzák a maradék energia elérését az optikához.

Mindezek a változtatások a durva rezgést kellemes zümmögéssé alakítják. Végezzen egy gyors tapintási tesztet, valahányszor remegést észlel. Ez az új problémákat még azelőtt azonosítja, hogy azok megjelennének a videóban. Nincs igazán szüksége sok PID-hangolásra vagy drága alkatrészekre; mindössze a modellezés és az anyagaktivitás intelligensebb szabályozására van szüksége. Helyes végrehajtás után a száloptikás tartó nemcsak egy állványzattá, hanem egy csatornává is válik, amelyen keresztül a rezgés csenddé alakul.

Referenciaforrások

1. PETG vs. PLA: Különbségek és összehasonlítás:Mérnöki útmutató a PLA és a PETG 3D nyomtatáshoz való összehasonlításáról, kiemelve a PETG kiváló rezgéscsillapítását és rugalmasságát drónrögzítésekhez.
2. Motortartó puha tartó 4 db-os csomag – 3D nyomtatott TPU:FPV drónokhoz kapcsolódó forrásanyag a TPU rezgéscsillapítókról, amely elmagyarázza, hogyan csökkentik a 3D nyomtatott puha tartók a kameratápcsövek és tartók rázkódását.
3. Kompozit szálanyagok 3D nyomtatott drón alkatrészekhez:Akadémiai tanulmány PETG és TPU kompozitokról drón alkatrészekhez, különös tekintettel a rezgésszigetelésre és a szerkezeti stabilitásra drónalkalmazásokban.
4. 3D nyomtatású drón alkatrészek: Hogyan kezdjünk hozzá:Átfogó oktatóanyag a 3D nyomtatott drónalkatrészekről, beleértve a rezgéscsillapító kialakításokat a tartókhoz és stabilizátorokhoz.
5. A legjobb anyagok drón alkatrészek 3D nyomtatásához:Szakértői áttekintés a PETG és TPU anyagokról drónvázakhoz és -tartókhoz, különös tekintettel az ütéscsillapításra és a rezonancia csökkentésére.