案例研究:海洋聯盟如何利用3D列印技術進行無人機鯨魚標記

「鯨魚一生大部分時間都生活在水下,」海洋聯盟執行長伊恩·克爾博士說。 “那麼,我們該如何研究一種生命中三分之二時間都在水下度過的物種呢?我們確實需要開發新的工具和新技術,才能與鯨魚一起潛入深海。”

十五年來,克爾博士的工作一直是追逐鯨魚,採集活檢樣本進行健康評估——這是一種有效但侵入性極強的方法。為了真正了解這些動物的日常生活,他的團隊需要一種新的方法。他們最終找到了答案:無人機、科學儀器和3D列印技術的變革力量,這三者結合,構成了一個「神奇的配方」。

從活檢飛鏢到“鯨魚版 Fitbit”

目標是部署類似「鯨魚版Fitbit」的標籤,收集時間、深度、速度、加速度和方向等關鍵資料。挑戰在於:如何建造一套系統,利用無人機來安裝這些標籤——而這在以前從未實現過。

「3D列印的魔力真正改變了我們的生活,讓我們能夠想出一些瘋狂的點子,」克爾博士解釋說。 “我們的UltiMaker 3D列印機真正賦予了我們跳​​出固有思維模式的能力。”

Ocean Alliance 團隊利用包括 UltiMaker S3 和 MakerBot Method X 在內的一系列印表機,從零開始設計、製作原型並建造了一個複雜的基於無人機的標籤系統。

快速原型技術引領研究革命

海洋聯盟無人機計畫主管克里斯·扎德拉致力於開發能讓海洋哺乳動物研究「更便利、更安全、更有效率、更經濟」的解決方案。借助3D列印技術,他的團隊可以在數小時內而非數週內將想法轉化為功能性部件。

整個標籤部署系統充分體現了這種靈活性。 「所有這些組件都是3D列印的,」扎德拉指出。設計巧妙地運用了多種材料來實現特定功能:

採用柔性 TPU 材料印刷的緩釋支架,可輕輕固定標籤,並在接觸鯨魚時將其釋放。

準備無人機發射

正在加載釋放機構。

系統的其餘部分——包括釋放支架、馬達驅動輪和連接到無人機的支架——均採用耐用的 UltiMaker Tough PLA 材料列印而成。

這個過程使得持續創新成為可能。克爾博士強調了團隊的創作自由:「我們能給它裝上鰭嗎?能給它裝上翅膀嗎?能把它做得更大或更短嗎?」3D 列印技術能夠立即給出答案,從而實現模組化系統的構建,不同的頂部組件可以適配不同的無人機,底部組件可以搭載不同的標籤。