[发明专利]3D打印一体化成型的无人机制造方法

权利要求书

1.一种3D打印一体化成型的无人机制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）电子元器件接口设计；

通过电子元器件接口设计完成电源、动力电机设备、飞行控制系统、GPS导航设备和航拍设备之间的互联接口线路设计；所述动力电机设备包括无刷电机和用于控制无刷电机转速的电子调速器；所述线路设计遵从“常用用电设备配电设计规范GB/50055-1993”，动力线路与信号线路分别布线，地线共用，各线路正负极之间预留2～3毫米厚度绝缘材料敷设空间；所述互联接口线路设计与无人机整体布局相一致，电源、飞行控制系统、GPS导航设备及航拍设备位于机身中央的全机重心位置，无刷电机及电子调速器位于围绕机身对称布置的支撑臂末端，电源与飞行控制系统、GPS导航设备及航拍设备之间按照信号线路规格设计连线，电源与电机、电子调速器之间按照动力线路规格设计连线，飞行控制系统与电子调速器之间按照信号线路设计规格设计连线；

（2）基础结构件制备；

在基础结构件制备环节，完成小型无人机的基础结构强度设计，强度设计遵从“无人机强度和刚度规范 GJB5435.1-2005”，四个旋翼支撑臂绕机身水平面几何中心对称布置，强度设计参数参考打印材料的弹性模量与泊松比，单个支撑臂可承载的公斤应力不小于全机最大起飞重量的1/2，并根据步骤（1）的设计输出在结构框架上预设导电线路半埋槽，并在线路连接触点上开设螺钉通孔以进行器件安装，对开槽及开孔后的设计方案进行有限元仿真分析，使用Abaqus或ANSYS的CAE工具，最后使用力学性能符合强度设计要求的材料完成无人机结构框架打印；

（3）金属高导电线路打印；

在金属高导电线路打印环节，在3D打印机上加装电阻式加热金属打印喷头，使用银纳米颗粒或高导电率金属墨水，在步骤（2）预设的导电线路半埋槽内打印步骤（1）设计的互联接口高导电率线路及接口触点；金属高导电线路打印完成后，更换油墨打印喷头，在动力线路与信号线路之间以及各线路正负极之间需要绝缘的位置，使用绝缘油墨打印保护层；

（4）电子元器件接口安装；

在电子元器件接口安装环节，将电源、动力电机、飞行控制系统及机载设备根据步骤（1）的设计方案进行安装，使用绝缘螺钉紧固方式将电源、飞行控制系统、GPS导航设备与航拍设备固定在机身中央设备安装板上，保证各器件外接触点与机身上打印线路触点充分接触，使用金属结构螺钉对电机座与旋翼支撑臂进行连接固定，至此整架多旋翼无人机主体结构安装完成，待安装整流罩或蒙皮后即可试飞。

2.根据权利要求1所述3D打印一体化成型的无人机制造方法，其特征在于：所述步骤（1）中的动力线路允许持续通过最大电流，大于或等于20安培，持续最大电压，大于或等于50伏；信号线路允许持续通过最大电流，大于或等于5安培，持续最大电压，大于或等于7伏。

3.根据权利要求1所述3D打印一体化成型的无人机制造方法，其特征在于：所述步骤（2）中的打印材料为复合ABS高强度工程塑料。

4.根据权利要求1所述3D打印一体化成型的无人机制造方法，其特征在于：所述步骤（3）中的打印步骤（1）设计的互联接口高导电率线路及接口触点的过程中，动力线路设置层厚不超过0.5毫米，平面精度优于0.2毫米，信号线路打印层厚不大于0.1毫米，平面精度优于0.1毫米。

5.根据权利要求1所述3D打印一体化成型的无人机制造方法，其特征在于：所述步骤（3）中的绝缘油墨保护层打印平面精度及层厚不大于0.1毫米。

6.根据权利要求1所述3D打印一体化成型的无人机制造方法，其特征在于：所述3D打印机的型号为FDM型3D打印机。