Bahan teratas yang digunakan dalam drone:
Sepertinya kemarin drone adalah hal baru, prototipe yang dibuat oleh perusahaan dan penghobi yang giat. Sekarang sepertinya drone telah menguasai dunia. Mereka ada di mana-mana, berperan dalam industri, seni, dan bahkan sebagai mainan anak-anak . Orang sering mengabaikan fakta bahwa mesin terbang kecil hanya menjadi umum baru-baru ini. Drone masih dalam masa pertumbuhan, dan seiring dengan peningkatan teknologi material dan mikrokontroler, drone masa depan akan berkembang dengan cara yang mungkin tampak seperti fiksi ilmiah .
Dengan memeriksa cara drone dirancang dan bahan pembuatannya , kami dapat memahami bagaimana teknologi penting ini berkembang dan mengetahui bagaimana teknologi ini dapat berkembang dalam waktu dekat.
Kendaraan Udara Tak Berawak (UAV) dengan cepat menggantikan metode pengawasan darat tradisional. Popularitas mereka meningkat begitu cepat sehingga beberapa bahkan telah meninggalkan ekspresi klasik “pandangan luas” dengan “pemandangan mata drone”.
Jadi, apa itu drone? Bagaimana mereka dirancang? Dan apa yang mendorong lonjakan mereka menjadi teknologi yang tersebar luas?
Mari kita cari tahu.
Bagi kebanyakan orang, “drone” adalah jenis kendaraan udara tak berawak (UAV) tertentu :multirotor atau multicopter. Seperti namanya, mesin ini terbang dengan mengarahkan daya dorong ke bawah dari dua atau lebih baling-baling yang digerakkan motor .
Model konsumen yang paling populer adalah quadcopters (4 rotor), tetapi varian komersial termasuk hexacopters (6 rotor) dan octocopters (8 rotor) untuk memberikan daya angkat yang lebih besar. Meskipun ada berbagai macam drone militer dan sipil di luar sana, kami akan fokus pada drone multirotor umum dan bahan pembuatannya.
Untuk terbang, drone harus mampu menghasilkan daya dorong ke atas yang cukup untuk mengatasi beratnya sendiri, maka pemilihan material pada drone didominasi dengan meminimalkan massa drone .
Setiap gram bahan yang digunakan untuk membuat drone membutuhkan energi untuk diangkat, dan setiap gram yang dapat dihemat akan meningkatkan kinerja:
Proses pemilihan bahan dan merancang komponen untuk meminimalkan massa ini disebut “ringan ”. Ini memberi kita kriteria pemilihan properti material yang paling penting:meminimalkan massa dengan memilih material berdensitas rendah .
Drone adalah perangkat kompleks terdiri dari berbagai komponen bekerja bersama. Setiap komponen memenuhi fungsi yang berbeda , jadi pertimbangan yang berbeda ikut bermain saat memilih bahan untuk setiap bagian . Namun, untuk setiap bagian dari drone, kepadatan material harus diperhitungkan untuk meminimalkan bobot dan memaksimalkan kinerja .
Bingkai memberi drone bentuknya dan menahan semua subsistem di tempatnya . Karena memiliki fungsi mekanis, sifat material yang paling penting untuk rangka adalah kekuatan . Untuk drone komersial, termoplastik seperti varian nilon, poliester, dan polistirena, adalah pilihan populer karena murah untuk dibuat menjadi bagian yang rumit menggunakan proses pencetakan injeksi .
Termoplastik juga menawarkan kekuatan yang baik dan kepadatan rendah , dengan beberapa varietas yang memiliki kekuatan tarik lebih dari 100 MPa dan densitas di bawah 2 g/cm3. Banyak termoplastik juga tersedia dalam filamen yang dapat digunakan untuk komponen kustom cetak 3D , menjadikan termoplastik sebagai komponen populer dari drone eksperimental.
Sementara drone komersial dapat mengorbankan beberapa bobot tambahan agar lebih terjangkau, drone industri prioritaskan kinerja . Bahan yang berkekuatan tinggi dapat digunakan dalam jumlah yang lebih kecil, menghasilkan drone yang lebih ringan dan berkinerja lebih tinggi.
Jika kami menggunakan pencarian Matmatch untuk menemukan material dengan kepadatan terendah dan kekuatan tertinggi, kami menemukan pilihan teratas untuk bingkai drone berperforma tinggi:komposit yang diperkuat serat karbon . Komposit ini menawarkan kekuatan tinggi, kepadatan rendah, dan kekakuan tinggi untuk membuat rangka drone yang ringan dan kaku.
Tanpa sumber daya dorong, drone tidak akan pernah lepas landas. Motor yang menggerakkan drone adalah motor listrik konvensional dengan gulungan tembaga dan magnet permanen . Rumah motor dapat dipilih untuk meminimalkan bobot, dan termoplastik atau paduan aluminium menghadirkan rasio kekuatan-terhadap-berat yang baik.
Namun, motor dapat menghasilkan panas yang signifikan. Jadi, bahan dengan konduktivitas termal tinggi, seperti aluminium , dapat digunakan untuk housing untuk membantu mendinginkan motor.
Pasar drone non-militer di seluruh dunia, yang didominasi oleh produsen di China, akan meningkat tiga kali lipat menjadi $ 14,3 miliar dalam penjualan selama dekade berikutnya. (Reuters)
Bilah rotor drone berputar dengan kecepatan tinggi, sehingga cenderung menyerap paling banyak keausan saat drone terbang (atau crash). Sama seperti bahan rangka, memilih bahan bilah rotor yang optimal adalah masalah memaksimalkan kekuatan sambil meminimalkan berat badan.
Beberapa bilah rotor terbuat dari komposit yang diperkuat serat karbon . Namun, bilah rotor sering rusak dan diganti, banyak yang terbuat dari termoplastik untuk mengurangi biaya penggantian mereka saat rusak.
Karena bilah rotor biasanya rusak dalam benturan berkecepatan tinggi saat berputar, seorang insinyur yang ingin merancang bilah rotor yang tahan lama dapat menyaring material berdasarkan kekuatan tumbukan dan kepadatannya untuk memilih material yang sesuai.
Dari semua komponen dalam drone, peningkatan teknologi baterai mungkin terobosan paling penting yang memungkinkan drone multirotor modern. Dengan cara yang sama seperti rasio kekuatan-terhadap-berat saat merancang komponen mekanis, kinerja baterai dapat diukur dari bobot baterai .
Pengukuran seperti energi spesifik (J/kg) dan kekuatan spesifik (W/kg) menggambarkan kemampuan baterai untuk menyimpan dan melepaskan energi dalam hal massa baterai .
Baterai timbal-asam dan Ni-Cd yang lebih lama terlalu berat untuk drone mereka bertenaga untuk terbang lama, jika bisa mengangkat dirinya sendiri dari tanah sama sekali. Namun, baterai lithium ion modern menawarkan energi dan daya yang cukup dalam paket yang ringan untuk memungkinkan drone multirotor saat ini. Kemajuan masa depan dalam teknologi baterai dan kapasitor akan memungkinkan drone yang lebih ringan dan berkinerja lebih tinggi.
Drone multirotor terlibat dalam tindakan penyeimbangan yang halus setiap kali mereka terbang . Jika salah satu motor memberikan terlalu banyak daya dorong, drone akan miring atau bahkan terbalik. Sama seperti bagaimana tubuh manusia menggunakan jaringan indra dan saraf yang kompleks untuk menyeimbangkan dirinya sendiri saat berjalan, multirotor drone menggunakan serangkaian sensor dan mekanisme umpan balik yang mengesankan untuk tetap berada di udara .
Polisi dan penegak hukum menggunakan drone untuk investigasi TKP kecelakaan lalu lintas, pencarian orang hilang, lokasi tersangka, operasi penyelamatan, deteksi kegiatan atau operasi ilegal yang terkait dengan keselamatan publik atau ketidaknyamanan penduduk, mengamankan area sensitif, dan investigasi TKP.
Bagian terpenting dari "sistem saraf" drone adalah sensor kemiringan . Menggabungkan campuran sensor gyroscopic dan akselerometer, sensor kemiringan diikat ke loop umpan balik dengan motor drone.
Drone yang sedang terbang terus-menerus melakukan penyesuaian kecil pada daya dorong motor agar tetap rata, memungkinkannya pulih dari arus udara dan manuver ekstrem. Beberapa drone canggih juga dapat memiringkan setiap rotor secara independen , memungkinkan drone untuk mengontrol arah dan kekuatan dorong yang didapatnya dari setiap rotor.
Drone juga dapat menggunakan berbagai sensor lain untuk memantau sistem internal mereka dan dunia di sekitar mereka. Sensor arus dan tegangan bantu drone melacak energi yang diambil dari cadangan dayanya , membantu pilotnya mengetahui kapan waktunya mendarat dan mengisi ulang tenaga.
GPS dan sensor magnetik membantu navigasi dengan mengukur lokasi dan orientasi drone. Sensor aliran udara memungkinkan drone mendeteksi kecepatan udara atau arus anginnya, dan informasi tersebut dapat diumpankan kembali ke sirkuit penyeimbangnya untuk membuat penerbangan drone lebih stabil.
Kemajuan yang sama dalam teknologi microchip yang menciptakan smartphone modern memungkinkan drone menjadi komputer terbang . Banyak chip yang sama yang dapat ditemukan di smartphone (Intel, Nvidia, Qualcomm, Arm, dll.) juga muncul di drone.
Saat drone menjadi lebih pintar, mereka menjadi mampu mengambil tugas yang lebih canggih dengan kontrol manusia yang lebih sedikit . Saat ini, ini berarti drone dapat mengikuti jalur yang telah ditentukan tanpa pilot manusia atau merekam pengukuran dari rangkaian sensor yang lebih besar. Namun para peneliti sedang mempelajari cara memprogram drone untuk melakukan tugas yang semakin kompleks tanpa bantuan manusia.
Bagi kebanyakan orang, seluruh tujuan drone adalah membawa kamera ke ketinggian yang tidak dapat dijangkau manusia . Bahkan drone tingkat konsumen dasar membawa kamera yang menyiarkan video kembali ke smartphone atau merekam gambar ke memori.
Studio film menggunakan drone kelas atas untuk syuting film beranggaran besar mereka. Namun, kemajuan di bidang "visi komputer" mengubah kamera menjadi lebih dari sekadar muatan atau bantuan bagi pilot manusia. Drone masa depan akan menggunakan kamera untuk melihat dunia di sekitar mereka dan menggunakan informasi itu untuk mengemudikan diri mereka sendiri.
Drone semakin mampu terbang tanpa bantuan pilot manusia atau bahkan GPS untuk bernavigasi , dan ini memunculkan kemampuan baru yang kuat:drone bekerja sama. Kawanan drone sebelumnya terdiri dari tim drone yang menggunakan GPS dan berkomunikasi dengan pengontrol pusat untuk menentukan di mana setiap individu cocok ke dalam grup.
Namun, penelitian mutakhir telah menghasilkan drone yang menggunakan sensor bawaan mereka sendiri, dan bahkan kamera mereka, untuk mengenali drone lain dan terbang dalam formasi . Segera, mungkin akan menjadi umum untuk melihat tim drone otonom bertindak sebagai penjaga pantai , merawat tanaman , atau terbang dalam formasi pencarian untuk membantu upaya bantuan bencana .
Drone tampaknya ada di mana-mana sekarang. Mereka membuatfilm, membintangi film, membantu menjual real estat, menyiarkan olahraga, menciptakan olahraga baru, bekerja di pertanian dan pabrik, berburu drone lain, dan segera mereka mungkin mengirimkan paket . Seiring dengan peningkatan material, AI, dan mikrokontroler, drone akan terus merevolusi berbagai industri .
Drone semakin populer dari hari ke hari dan merevolusi cara dunia bekerja dan bermain. Bahan yang digunakan dalam drone dipilih untuk meningkatkan kinerja dengan bingkai berkekuatan tinggi dan kapasitas baterai tinggi sekaligus meminimalkan bobot.
Meminimalkan berat drone memaksimalkan kinerjanya , apakah itu soal membuat drone bioskop mampu melakukan pemotretan lebih lama atau membuat drone balap lebih bisa bermanuver. Drone juga semakin pintar, dan mungkin tidak akan lama sebelum drone otonom menjadi bagian yang tidak terpisahkan dari kehidupan sehari-hari.
Teknologi Industri
Dengan penemuan teknologi yang konstan, lebih banyak bahan yang digunakan untuk pencetakan 3D. Pasar pencetakan 3D tidak lagi terbatas pada polimer karena ada berbagai bahan untuk dimanfaatkan. Plastik, logam, dan keramik dapat menghasilkan beragam produk yang sesuai dengan aplikasi yang berbeda.
Jika Anda membutuhkan suku cadang yang tahan lama dan berkinerja tinggi yang dapat menahan benturan keras dan penggunaan berulang, Anda pasti ingin mencetak dengan bahan terbaik dari yang terbaik. Tapi filamen mana yang harus Anda gunakan? Ada banyak pilihan bahan yang tersedia, tetapi masing-masing
Memilih bahan adalah salah satu keputusan terpenting yang dapat dibuat oleh seorang insinyur atau perancang produk. Bahan bagian akan memiliki dampak langsung pada sifat mekanik dan kimianya. Misalnya, menggunakan campuran akrilonitril butadiena stirena (ABS) dan polikarbonat (PC) akan mengilhami ba
Istilah bahan baku kadang-kadang digunakan untuk menggambarkan hanya bahan-bahan yang ditemukan di alam, tetapi pada kenyataannya, bahan baku industri adalah segala jenis bahan dasar yang digunakan oleh industri mana pun untuk menghasilkan suatu produk atau jasa. Ini adalah kategori yang sangat luas
