用于幫助撲滅火災(zāi)的3D打印無人機,，采用高速擠出技術(shù)制備

導讀：野火是一種一旦被點燃，就能以平均每小時22公里的速度擴散的災(zāi)害,，并且其數(shù)量,、頻率和嚴重程度在世界范圍內(nèi)都在急劇增加，對經(jīng)濟,、生態(tài)系統(tǒng)和社區(qū)產(chǎn)生了重大影響,。步行消防員大約需要4分鐘的路程，所以消防員不行的速度不可能超越火災(zāi)蔓延的速度,，尤其是當大風吹拂時,。通常，當火災(zāi)發(fā)生時,，消防員沒有足夠的時間去路障并封鎖道路,。在這樣的緊急情況下，開發(fā)出可用于撲滅火災(zāi)的無人機開始受到越來越多的重視,。

2022年6月11日,，南極熊獲悉，公共安全技術(shù)開發(fā)商Axle Box Innovations公司正在利用增材制造技術(shù)支持開發(fā)用于火災(zāi)管理和防護的3D打印無人機,。近年來,，火災(zāi)在美國和世界其他國家已成為一個越來越大的威脅，摧毀了無數(shù)的房屋和整個社區(qū),，造成數(shù)十億美元的損失,。2021年，8619場火災(zāi)燒毀了近260萬英畝的土地,，使之成為美國森林火災(zāi)的創(chuàng)紀錄年份,。Axle Box轉(zhuǎn)向3D打印技術(shù)研究，以幫助解決創(chuàng)建防火安全無人機的強度、速度和成本障礙,。

△防火的3D打印無人機

為了能夠應(yīng)對越來越多的火災(zāi),，消防員正越來越多地依賴創(chuàng)新技術(shù)，如增材制造,。在面對新的火災(zāi)爆發(fā)時,，消防員必須準確了解情況。為了快速獲取情況,，消防員需要特殊的無人機,，這些無人機有能力接近火焰并分析爆發(fā)的程度，特別是計算某些地區(qū)存在的火的數(shù)量,。不幸的是,，普通的商用無人機并不適合靠近火災(zāi)，因為它們的材料和技術(shù)設(shè)備無法承受高溫,。

△顯示火災(zāi)風險最高地區(qū)的地圖,。由于全球變暖，火災(zāi)多年來有所增加,，特別是在西部這樣的干燥地區(qū)（圖片來源：聯(lián)邦緊急事務(wù)管理局）

創(chuàng)建防火的安全無人機

在尋找開發(fā)耐熱無人機的正確技術(shù)和材料的過程中,，Axle Box公司的工程師們發(fā)現(xiàn)了Essentium公司提供的解決方案。Essentium公司首席執(zhí)行官Blake Teipel博士評論說："隨著第一反應(yīng)者為火災(zāi)季節(jié)做好準備,，消防員需要靈活的遙控無人機來實現(xiàn)對幾乎所有類型環(huán)境中的火災(zāi)的視覺監(jiān)督--從城市地區(qū)到農(nóng)村沙漠,。我們很高興Axle Box Innovations公司選擇了我們的3D打印平臺，以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)堅固的無人機的開發(fā),，能夠承受這些極其惡劣的條件,。"

用于制造防火無人機的材料是一種高溫尼龍，其核心是25%的碳纖維,。它將被用于無人機的中體以及側(cè)蓋,，這將確保無人機在暴露于高熱環(huán)境中保持其形狀和功能。除了固有的耐熱性外,，該材料還允許創(chuàng)建輕質(zhì)和堅固的無人機機身,，這是涉及飛行和安全應(yīng)用的關(guān)鍵部件。在實際制造過程中,，Axle Box選擇了Essentium的高速擠出（HSE）3D打印機,，它使用獨立的雙擠壓（IDEX）系統(tǒng)和長絲。

△圖片來源,。大學公園國家檔案館-靜態(tài)圖片

Axle-Box的增材制造總監(jiān)MadisonJones總結(jié)說："HSE 3D打印機的速度,、規(guī)模和經(jīng)濟性與Essentium的先進3D打印絲材陣列相結(jié)合，正在改變無人機平臺設(shè)計和開發(fā)的游戲規(guī)則,。HSE已經(jīng)改變了我們的生產(chǎn)車間,，我們通常在四周內(nèi)完成從設(shè)計到生產(chǎn)的過程,。如果我們需要一個新的部件，我們可以在幾個小時內(nèi)完成打印并投入使用,。我們的第一反應(yīng)者客戶將從這種創(chuàng)新的敏捷性中大大受益,。" 無人機究竟何時能在抗擊火災(zāi)的斗爭中發(fā)揮作用還有待揭曉，但由于正確的技術(shù)和材料已經(jīng)在手,，生產(chǎn)很可能很快就會完成,。