传统3D打印受限于打印设备的结构设计,往往在最大成型体积上存在“天花板”。虽然机械臂式打印在一定程度上扩展了空间自由度和运动范围,提供了更大的构建体积,但整体而言,这类技术依旧受到固定平台与作业半径的限制。
在增材制造领域,为打破这一局限,由伦敦大学学院(UCL)、瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)、瑞士材料科学与技术研究院(EMPA)及帝国理工学院组成的联合研究团队,于今年5月发布了一项前沿研究,首次系统探讨了无人机3D打印的可行性,并提出了一个新兴概念:空中增材制造(Aerial Additive Manufacturing,简称Aerial AM)。
相较于传统的打印设备,无人机具备天然的空间移动能力,可在水平与垂直方向上进行长距离打印,突破了固定设备所面临的物理体积限制。基于这一优势,Aerial AM 被认为是应对大尺度建筑、偏远环境修复乃至未来空中制造任务的潜力技术路径。不过,研究也指出,Aerial AM目前仍处于早期探索阶段,尚有三大关键技术瓶颈亟待突破:
1. 材料耐久性:需开发适配空中打印条件、且具备高稳定性的打印材料;
2. 户外环境定位系统:实现无人机在复杂环境下的高精度自主定位;
3. 多机协同控制:构建稳定、智能的任务分配与协作机制,提升群体作业效率。
*团队在研究中提出了三种空中增材制造的初步实现方式
团队在研究中提出了三种空中增材制造的初步实现方式:一:通过无人机搬运并精准定位单个预制构件,二:利用绳索等柔性介质编织或拉设结构单元,三:采用FDM熔融沉积的方式进行连续挤出打印。该项目旨在应对城市化带来的住房和基础设施压力,探索更绿色、灵活的建造方式。研究团队认为,空中增材制造将在“无人化施工”“低碳建造”等场景中展现巨大潜力。
*部分打印层纹清晰可见
为推动技术验证,团队建立了“DroneHub”测试中心,可模拟多种天气与地形环境。初步测试表明,无人机已可实现结构快速修复。团队也在研发模块化装配方案,为Aerial AM的实际应用奠定基础。
随着eVTOL、电动垂直起降飞行器和无人机等技术加速迈向商业化,“低空经济”正迅速崛起为新一轮科技革命与产业变革的重要风口。在这一趋势中,增材制造凭借轻量化设计、快速迭代和高度定制化的优势,正逐步融入低空飞行器的核心制造与应用环节,成为推动行业升级的重要引擎。
在今年9月10-12日的TCT深圳展上,部分参展商也将带来与低空飞行器相关的增材制造应用案例,包括关键结构件的轻量化设计、功能零部件的快速制造,以及维修运维(MRO)环节中的本地化打印解决方案。
现场还将有TCT深圳峰会——低空经济与增材融合产业论坛,将聚焦“低空经济”与“增材制造”的产业融合,围绕前沿技术、应用场景、产业链协同与商业化路径等议题,邀请来自主机厂、供应链企业、科研机构及政策支持单位的代表共话未来,推动技术落地与产业发展,带来一场兼具前瞻视野与技术干货的交流盛宴。
论坛议题预告 · 技术+市场双线并进
· 低空经济的市场趋势:全球格局、商业化节奏与产业潜力
· 3D打印的实际应用路径:无人机、eVTOL 如何实现增材制造落地?
· 轻量化与高性能材料突破:碳纤维、铝合金、PEEK 等材料如何提升飞行性能?
· 结构优化与AI设计融合:点阵结构、智能算法助力飞得更轻更稳
· 维修运维(MRO)新模式:快速替换与本地化制造如何提升响应效率?
· 适航认证与监管挑战:增材制造产品如何通过认证“合法上天”?
· 金属增材制造关键痛点:材料选择、疲劳测试与质量控制的最新进展
本论坛面向低空飞行器(如eVTOL、电动无人机等)整机及零部件制造商,航空航天与交通装备行业的技术负责人与工程师,增材制造设备、材料、软件及综合解决方案提供商,以及关注低空经济与先进制造融合机遇的投资机构、创新型企业与政府管理部门。对于专注于飞行器适航认证、维修(MRO)、结构测试等环节的专业从业者而言,同样是获取前沿信息与对接产业资源的重要平台。
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