Als neuer Drohnenenthusiast stürze ich aufgrund meiner mangelnden Flugerfahrung oft ab. Die im Handel erhältlichen Plastikrahmen sind nicht robust genug für Kollisionen mit Hindernissen bei hoher Geschwindigkeit. Da der Rahmen das beim Absturz am ehesten beschädigten Teil ist, wollte ich meine eigenen, kostengünstigen Drohnenrahmen bauen. Um die Rahmen noch widerstandsfähiger zu machen, entschied ich mich für Carbonfaser anstelle von Plastik.

Warum ist WAZER die Lösung?

Der WAZER-Wasserstrahlschneider kann mühelos eine Vielzahl verschiedener Materialien schneiden. Eines dieser Materialien ist Carbonfaser, die bekanntermaßen sehr schwer präzise zu schneiden ist und dabei saubere Kanten hinterlässt. Dank Wasserstrahlschneiden mit WAZER müssen Sie keine vorgefertigten Teile teuer kaufen oder in Auftrag geben. Darüber hinaus ist 4 mm dickes Carbonfaser für CNC-Maschinen aufgrund der für den gewünschten Zuschnitt nötigen Durchgänge oft sehr schwierig zu bearbeiten. Der WAZER reduziert die Schnittzeit erheblich, da das Design in einem einzigen Durchgang geschnitten wird. Mit WAZER konnte ich in weniger als einem Tag einen komplett neuen, mehrteiligen Rahmen für meine Drohne aus mehreren Stärken von Carbonfaser schneiden.

Wie man Carbonfaser mit hoher Genauigkeit schneidet

Das Design eines Drohnenrahmens erfordert viele Löcher zum Befestigen der Elektronik oder zum Verbinden der Teile. Dafür muss die Carbonfaser sehr präzise geschnitten werden. Um Probleme mit den Schraub- oder Bolzenlöchern zu vermeiden, habe ich nur die Position der Löcher markiert, anstatt die tatsächlichen Löcher mit ihrem endgültigen Durchmesser zu schneiden. Dies geschieht über die von mir verwendete CAD-Software. Indem der Durchmesser der Löcher der Schnittbreite des WAZER-Strahls entspricht, wandelt die WAM-Schneidesoftware dies in ein "Durchstechen" um, wodurch die genaue Position der Löcher für das spätere Spotbohren markiert wird. So wurde sichergestellt, dass die kleinen Montagelöcher die richtige endgültige Größe haben und keine Probleme mit Kantenablösung aufweisen, die die Verbindung schwächen würde.

Wichtige Designüberlegungen

Im Allgemeinen sieht die Geometrie eines Quadcopters wie folgt aus: Es müssen 4 Knoten vorhanden sein, an denen die Motoren befestigt werden. Die Anordnung dieser 4 Befestigungspunkte kann variieren. Wie im Bild unten zu sehen ist, gibt es bei Quadcoptern fünf typische Bauweisen. In meinem Design habe ich mich für den True-X-Rahmen entschieden, da dies eine der am häufigsten in kommerziellen Drohnenbausätzen verwendeten Knotenkonfigurationen ist. Beim Design des Rahmens wurde jede Komponentengröße berücksichtigt. Es war wichtig, genau zu wissen, wo jede Komponente montiert werden soll, um die entsprechenden Löcher zum Anschrauben der Teile an den Rahmen zu fertigen. Technische Daten der Motoren, der Flugregler, des Akkus und des PDB waren entscheidend für die Bestimmung der Lochpositionen und Abstände, damit die Komponenten für den Flug richtig befestigt werden können. Um die nutzbare Fläche beim Schneiden der Carbonfaserplatte zu maximieren, wurde die Drohnengeometrie vereinfacht, indem die "X"-Form des Rahmens in mehrere kleinere Teile zerlegt wurde. Die Arme wurden so modelliert, dass sie auf eine Grundplatte geschraubt werden können. Die Grundplatte ist dünner als die Arme und wird mit Titan verstärkt, um einen Bruch im Falle eines Absturzes zu verhindern.

Das endgültige Design

Nachdem die einzelnen Teile bestimmt und ihre Platzierung festgelegt war, wurde das Design für die obere und untere Carbonfaserplatte festgelegt.

Schneiden

Ich habe zwei Stärken von Carbonfaser verwendet. Für die obere und untere Platte habe ich 2,5 mm dickes Carbonfaser verwendet, um das Gesamtgewicht zu reduzieren. Um die Auflagefläche der unteren Platte, die mit den Armen verschraubt ist, zu verstärken, habe ich aus Titan einen Abstandshalter geschnitten, der zusätzlich den Schwerpunkt der Drohne näher an die Höhe der Motoren bringt. Für die Rotorarme habe ich 4 mm dickes Carbonfaser verwendet, da diese nicht sehr breit sind und bei einem Absturz die größte Kraft aufnehmen. Aus Edelstahl habe ich für jeden Drohnenarm vier Landebeine ausgeschnitten.

Nachbearbeitung und Montage

Die Nachbearbeitung der zugeschnittenen Teile bestand hauptsächlich darin, die verschiedenen 3-mm-Löcher für die M3-Schrauben zu bohren. Nachdem alle Löcher gebohrt waren, wurde alles zusammengebaut. Je nach Dicke der zu verschraubenden Carbonfaser wurden unterschiedlich lange M3-Schrauben verwendet

Quelle: http://www.wazer.com