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同济大学成功研制3D打印微型“飞鸟

12月27日,在刚刚结束的2014年上海市“创造杯”大赛中,由我校航空航天与力学学院团队参赛的3D打印微型“飞鸟”(扑翼机)项目荣获二等奖。
     在同济大学综合楼的赛场里,3D打印“飞鸟”的展台吸引了许多人的注意力。项目成员顾雪瑞同学手持3D打印“飞鸟”,向过往的师生介绍着“飞鸟”的工作机制和原理。“飞鸟”不断地扑打着翅膀,引起大家的兴趣。据悉,此款3D打印微型扑翼机在国内尚属首例。

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     该飞机的最大创新点在于利用仿生学,模仿昆虫与鸟类扑翼的飞行方式;“飞鸟”骨架模仿燕子外形,利用3D打印技术,主体一体成型,兼顾力学与美学。“飞鸟”采用扑膜技术,薄膜厚度仅为0.1毫米,模拟昆虫质轻而薄的翅膀。3D打印“飞鸟”总重量20克,翼展和身长均为20厘米;采用一颗微型直流有刷电机减速组驱动,由一枚150毫安时、3.7伏的锂电池供电。“飞鸟”的尾部下方安装有一枚微型电磁舵机,电磁舵机重量仅为0.2克,直径4毫米。“飞鸟”身体下方安装有微型接收机,接收操作人员的地面遥控指令。
     团队指导教师沈海军教授表示:“为了研制该3D打印扑翼‘飞鸟’,同济大学微小飞机实验室的工作人员结合先前的微小飞机动力系统,先在电脑上进行了构思和CAD建模;‘飞鸟’的CAD模型完成后,接着在上海华曙公司的3D激光烧结工业打印机上打印‘飞鸟’的骨架,打印材质为尼龙塑料;打印完后,给飞机安装上微型接收机、电机、电池和舵机,并在翅膀、尾翼上铺上薄膜,一架3D打印扑翼飞机就设计成功。”
     目前,该3D打印“飞鸟”已经进行了试飞。初步试飞表明,该飞机已经可以扑打着翅膀,做数米范围内的拐弯飞行。



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