3D 프린팅 드론 용 리포 배터리 : 주요 고려 사항

3D 프린팅 기술 및 무인 항공 차량 (UAV)의 수렴은 모바일 제조에 흥미로운 가능성을 열었습니다. 그러나 이러한 혁신적인 비행 공장을 강화하려면 배터리 기술을 신중하게 고려해야합니다. 이 기사에서는 리튬 중합체의 중요한 역할을 탐구합니다.리포 배터리) 공중 첨가제 제조를 가능하게하고 3D 프린팅 드론에서 전력 시스템을 최적화하기위한 주요 요소를 논의합니다.

첨가제 제조에 대한 전력 요구 사항

3D 프린팅 드론은 표준 UAV에 비해 고유 한 에너지 문제에 직면합니다. 온보드 압출기 및 가열 요소를 추가하면 전력 수요가 크게 증가합니다. 특정 요구 사항을 살펴 보겠습니다.

에너지 집약적 구성 요소

3D 프린팅 드론의 주요 파워 헝가리 구성 요소는 압출기 모터, 가열 요소, 냉각 팬 및 G 코드 처리를위한 온보드 컴퓨터입니다. 압출기 모터는 필라멘트의 움직임을 주도하여 상당한 힘을 소비합니다. 가열 요소는 필라멘트를 녹이기 위해 필요하며, 필요한 온도를 유지하려면 일관된 에너지가 필요합니다. 냉각 팬은 인쇄 과정에서 적절한 환기를 보장하고 시스템이 과열되지 않도록하는 데 사용됩니다. 온보드 컴퓨터는 G 코드를 처리하고 인쇄 메커니즘을 제어하여 전체 전력 소비에 기여합니다. 이 요소는 탠덤에서 작동하며 드론 배터리에 상당한 긴장을 가하여 고용량을 요구합니다.리포 배터리인쇄 공정 전반에 걸쳐 지속적인 전력을 제공 할 수있는 팩.

비행 시간 대 인쇄 시간 트레이드 오프

3D 프린팅 드론의 주요 과제 중 하나는 비행 시간과 인쇄 시간의 균형을 맞추는 것입니다. 더 큰 배터리 팩은 비행 시간을 늘릴 수 있지만 드론에 무게를 추가하여 인쇄에 사용 가능한 페이로드 용량을 줄입니다. 배터리의 여분의 무게는 드론의 필라멘트와 기타 필요한 인쇄 작업에 필요한 공급품을 운반하는 능력을 방해 할 수 있습니다. 디자이너는 배터리 크기, 비행 시간 및 페이로드 용량 사이의 올바른 균형을 찾아 드론이 성능에 대한 과도한 타협없이 긴 비행 및 3D 프린팅 작업을 완료 할 수 있도록해야합니다. 또한, 압출기 및 가열 요소의 전력 요구는 배터리에 과부하를 피하거나 전체 시스템 효율을 줄이지 않도록 신중하게 관리해야합니다.

압출기 가열이 리포 방전 프로파일에 미치는 영향

3D 프린팅 필라멘트를 녹이는 데 사용되는 가열 요소는 배터리 관리에 고유 한 과제를 도입합니다. 이러한 효과를 이해하는 것은 배터리 수명 및 인쇄 품질을 최대화하는 데 중요합니다.

열 사이클링 영향

인쇄 중 빠른 가열 및 냉각주기는 스트레스를받을 수 있습니다리포 배터리세포. 이 열 사이클링은 시간이 지남에 따라 용량 저하를 가속화 할 수 있습니다. 단열재 및 활성 냉각과 같은 적절한 열 관리 시스템을 구현하면 이러한 효과를 완화 할 수 있습니다.

현재 추첨 변동

압출기 온도 제어는 종종 펄스 가열을 포함하여 가변 전류 드로우를 초래합니다. 배터리 시스템의 크기가 제대로 크지 않은 경우 전압 처짐과 잠재적 브라운 아웃이 발생할 수 있습니다. 이 동적 하중 하에서 안정적인 전압을 유지하기 위해서는 고전압 속도 Lipo 셀을 사용하고 강력한 전력 분포를 구현하는 것이 필수적입니다.

모바일 3D 인쇄 UAV를위한 최고의 배터리 구성

3D 프린팅 드론을위한 최적의 배터리 설정을 선택하려면 여러 요소의 균형을 유지해야합니다. 주요 고려 사항과 권장 구성은 다음과 같습니다.

용량 대 체중 최적화

대용량 배터리는 연장 된 비행 및 인쇄 시간을 제공하지만 상당한 무게를 추가합니다. 많은 응용 프로그램의 경우 다중 바터리 접근 방식은 가장 큰 타협을 제공합니다.

1. 1 차 비행 배터리 : 연장 된 호버 시간에 최적화 된 고용량 팩

2. 2 차 인쇄 배터리 : 압출기 및 가열 요소에 전용 전용 소형 고전압 속도 팩

이 구성을 통해 미션 별 최적화가 가능하며 일관된 비행 성능을 유지하면서 필요에 따라 인쇄 배터리를 교환 할 수 있습니다.

세포 화학 고려 사항

표준 Lipo 세포는 우수한 에너지 밀도를 제공하지만 새로운 리튬 화학은 3D 프린팅 드론의 장점을 제공 할 수 있습니다.

1. 리튬 철 포스페이트 (LIFEPO4) : 향상된 열 안정성, 고온 압출기에 전력을 공급하는 데 이상적입니다.

2. 리튬 고전압 (LI-HV) : 셀당 더 높은 전압, 잠재적으로 필요한 셀 수를 줄입니다.

전통적인 대체 화학을 평가합니다리포 배터리옵션은 특정 인쇄 애플리케이션을위한 최적화 된 전원 시스템으로 이어질 수 있습니다.

중복성 및 금지 디자인

공기 중 3D 프린팅의 중요한 특성을 고려할 때 배터리 시스템에 중복성을 통합하는 것이 좋습니다. 여기에는 다음이 포함될 수 있습니다.

1. 듀얼 배터리 관리 시스템 (BMS)

2. 개별 셀 모니터링과 병렬 배터리 구성

3. 저전압 조건에 의해 트리거 된 비상 착륙 프로토콜

이러한 안전 조치는 비행 및 인쇄 작업 중 배터리 고장과 관련된 위험을 완화하는 데 도움이됩니다.

청구 관리 전략

효율적인 충전 시스템은 3D 프린팅 드론의 작동 시간을 최대화하는 데 중요합니다. 구현 고려 :

1. 온보드 밸런스 충전 기능

2. 빠른 처리를위한 빠른 스왑 배터리 메커니즘

3. 확장 된 현장 운영을위한 태양열 또는 무선 충전 옵션

충전 프로세스를 최적화함으로써 팀은 다운 타임을 최소화하고 모바일 제조 시나리오에서 생산성을 극대화 할 수 있습니다.

환경 고려 사항

3D 프린팅 드론은 건조한 사막에서 습한 정글에 이르기까지 다양한 환경에서 작동 할 수 있습니다. 배터리 선택은 이러한 조건을 설명해야합니다.

1. 극한의 뜨거운 기후 또는 추운 기후의 온도 등급 세포

2. 습도로부터 보호하기위한 수분 방지 인클로저

3. 고지대 작업을위한 고도 최적화 구성

배터리 시스템을 특정 작동 환경에 맞게 조정하면 일관된 성능과 수명이 가능합니다.

미래 방지 전력 시스템

3D 프린팅 및 드론 기술이 계속 발전함에 따라 전력 요구 사항이 증가 할 것입니다. 모듈성 및 업그레이드 가능성을 염두에두고 배터리 시스템을 설계하면 향후 향상이 가능합니다.

1. 쉬운 구성 요소 스왑을위한 표준화 된 전원 커넥터

2. 전력 수요 증가를 수용하기위한 확장 가능한 배터리 구성

3. 새로운 인쇄 기술에 적응하기위한 소프트웨어 정의 전력 관리

장기 유연성을 고려하여 드론 제조업체는 3D 프린팅 UAV 플랫폼의 수명과 기능을 확장 할 수 있습니다.

결론

3D 프린팅 기능을 드론에 통합하면 모바일 제조에 대한 흥미로운 기회가 있지만 복잡한 전력 관리 문제도 소개합니다. 공중 첨가제 제조의 고유 한 요구 사항을 신중하게 고려하고 최적화 된 구현리포 배터리구성, 엔지니어는 이러한 혁신적인 비행 공장의 잠재력을 최대한 발휘할 수 있습니다.

3D 프린팅 드론 분야가 계속 발전함에 따라 배터리 기술의 지속적인 연구 개발은 기능과 응용 프로그램을 확장하는 데 중요한 역할을 할 것입니다. 건설 현장에서 재난 구호 운영에 이르기까지 하늘에서 주문형 제조를 제공하는 능력은 미래에 대한 엄청난 약속을 가지고 있습니다.

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참조

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