3D 列印無人機只需 14 小時！全靠超耐熱航太級塑料

3D 列印加快產品設計過程，又有助減低成本，但礙於列印過程會產生高熱，致使製作上存在一定限制。新加坡南洋理工大學採用一種耐熱的航太級熱塑性塑料，能夠保護內裡的電子零件，其間更容許直接裝嵌電路板，這樣不但可製造出一體成形的無人機，更可大幅減省製作工序。

列印高溫有礙零件裝嵌

過往有不少無人機標榜以 3D 列印技術製成，但準確而言其實是把不同部件分開列印，然後再逐一組裝。南洋理工大學的新加坡 3D 列印中心（SC3DP）能夠一次過列印出一體成形的無人機，關鍵是改用了耐熱的航太級熱塑性塑料。

3D 列印機熔化熱塑性塑料後，便會以逐層堆疊方式噴出塑料來製成 3D 實體，惟因電子零件無法承受 3D 列印過程中產生的高溫，致使電子零件裝嵌成為 3D 列印製作的一大難題。

為克服上述難題，研發團隊先替電子零件進行特殊改裝，以能抵禦超過攝氏 160 度的高溫（一般電子零件可抵禦攝氏 80 到 100 度）；這涉及在印刷電路板上添加新組件，以及設計定制的無人機外殼。

今次所用的 3D 列印技術為 FDM（Fused Deposition Modeling）熔融沉積成型，透過熱噴頭把熱塑性塑料加熱到呈現半流體狀態，由三軸控制系統移動塑料，逐層堆積成 3D 實體。

為符合上述要求，研發團隊遂改用由 Stratasys 研發的 ULTEM 9085 熱塑性塑料，以供印製無人機的外殼和電路板底座；這是一種擁有高強度重量比與 FST 評級（可抵禦火焰、煙霧和毒性）的熱塑性塑料，適用於航太、汽車與軍事設備製造領域。

這次無人機 3D 列印流程在 14 小時內完事，中途只需暫停 3 次，以便裝上電子設備；當整台無人機列印成形後，內裡已裝載了所需電子零件，隨後只要加裝馬達（摩打）和旋翼，便可預備起飛了。

負責該研發項目的博士生 Phillip Keane 指出，這種 3D 列印無人機的結構能夠懸掛逾 60 公斤的重量。他又表示，現正研發下一代 3D 列印無人機，預計機身可變得更輕、更耐用，並提升飛行動力學的表現。