Formlabs激光烧结3D打印技术助力无人机制造全流程革新

无人机是制造业中增长最快的领域之一。但其竞争格局分散，有如大疆、Skydio等大公司，占据大部分市场份额，同时也有数百家中小型制造商拥有利基市场。瑞士无人机制造商 PMRobotics便是其中之一。他们的成功在一定程度上得益于从最终用途组件到制造辅助工具和原型的所有产品都采用了选择性激光烧结(SLS)3D打印技术。

探访PMRobotics创始人尼克劳斯-哈根（Niklaus Hagen），来了解制造商如何轻松整合Fuse系列SLS生态系统，以及如何将开发时间从近3年缩短至仅9个月的。
 

保持较低运营成本以赢得发展优势
 

自动化工具的整合有望迅速提升生产力，但这些机器要与新产品及产品迭代兼容，需要大量的工装和定制化工作，而这正是选择性激光烧结（SLS）3D打印技术赋予PMRobotics的优势之处。

对规模较小的公司来说，让一架新无人机升空乃至推向市场困难重重。这将需要大量资金及专业知识，同时也涉及软件编程、硬件设计开发及生产能力等方面。创始人哈根也认识这一现实，并组建多技能专家团队，引入自动化设备，在公司内部完成所有研发、设计与生产工作，尽可能采用自动化方案来按需增员。

而要确保自动化设备能够持续适应新的设计和更新，就需要采用灵活敏捷的生产方式。因自动化是商业模式核心，哈根要确保适应过程顺利，不给小团队添过多压力。

过去，为数控铣床制作小型复杂夹具结构，需将铣削木部件和玻璃纤维粘在一起，众多组件装配工作繁琐。手工制造拖慢新无人机研发进程，数月时间耗费在支持原型制作、测试和生产上。

为此他们引入首台FDM技术的3D打印机来加速生产，但却无法造出所需强度和表面光洁度达标的零件。综合FDM易用易获取的特点与工业级系统的可靠性、高质量的方案才是他们所理想的。在参观瑞士合作伙伴3D EDU展厅并体验Fuse系列后，公司决定引入SLS技术。

按需制造辅助设备
 

这种数控铣削夹具在铣削过程中能将金属部件牢牢固定，提高数控机床的加工精度，避免出现代价高昂的损坏或加工误差 

 

带有螺栓夹紧杆的夹具安装在铣床的第四轴上，以实现最佳加工

为使自动化工具适配新产品和工艺，需快速制造耐用、高精度的支架、夹具等装置。PMRobotics团队依赖复杂自动化设备，所以需要具备能快速设计出与现有设备紧密适配的零件能力，Fuse系列 Nylon12 GF（尼龙玻纤）粉末材料制成的零件，因具备所需尺寸公差让这成为可能。

有了Fuse 1+ 30W打印机的加入而拓展了更多应用的可能：（真空工作台）真空软管适配器、固定量规、生产量具等各类零件。

仅六人的团队将精力应聚焦于无人机设计生产上，公司内部的拥有快速制造方法能让设计师有更多时间去完成更有价值的工作。日常遇到问题，能即刻将零件设计发送到打印机，当天就能获取获夹具、支架、软管等附件，从而解决问题。
 

SLS生态圈

快速功能原型开发缩短生产时间
 

	无内部3D 打印	内部3D打印	3D打印所节省的时间
无人机的上市时间	2 年 9 个月	2年	9个月，即27%
每个零件的生产准备时间	4天	1天	3天，即 75%

使用选择性激光烧结（SLS）而非熔融沉积成型（FDM）进行规模化生产的一个主要优势在于零件功能性的提升。使用相同的技术、打印参数和材料进行构思、制作原型、测试和小批量生产，能够缩短开发周期并提高初步结果的可靠性。

一家客户订购了一架用于防御演练的大型靶机，其交付周期比比 PMRobotics团队以往所习惯的交付时间还要短。多个部件的开发过程与功能测试并行开展，由于无需等待零件，整体开发周期比以往缩短了30%

PMRobotics团队一完成模型的设计与测试，便顺利转入生产阶段，他们用制作原型时所用的同款Nylon 12 GF粉末，打印出无人机的所有塑料部件。为完成八架无人机的批量订单，团队充分利用了Fuse1+30W的生产能力 。

保持借助Fuse系列最终使用部件实现飞行
 

拥有Fuse系列打印机，团队能灵活承接利润丰厚的副业项目，既利用3D设计和打印技能，又发挥其生产最终使用部件的能力。 

随着无人机生产取得成功，团队还衍生出了其他盈利的副业项目。借助于 Nylon 12 GF粉末的耐化学性和耐热性，团队使用Fuse系列打印机用于地面项目——对一辆经典汽车发动机的进气歧管进行再制造。打印出了具有所需耐化学性和耐热性的歧管。

从原型制作、制造辅助工具、自动化设备的末端执行器工具，到最终产品的生产，Fuse系列帮助PM机器人公司几乎迅速实现了投资回报。像发动机歧管这样的副业项目，能够在不给团队增加太多工作量的情况下，为PM机器人公司创造新的盈利来源。