導讀：野火是一種一旦被點(diǎn)燃，就能以平均每小時(shí)22公里的速度擴散的災害，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)(jīng)濟、生態(tài)(tài)系統(tǒng)和社區(qū)產(chǎn)(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蔓延的速度，尤其是當大風(fēng)吹拂時(shí)。通常，當火災發(fā)(fā)生時(shí)，消防員沒(méi)有足夠的時(shí)間去路障并封鎖道路。在這樣的緊急情況下，開(kāi)發(fā)(fā)出可用于撲滅火災的無(wú)人機開(kāi)始受到越來(lái)越多的重視。

2022年6月11日，共安全技術(shù)開(kāi)發(fā)(fā)商Axle Box Innovations公司正在利用增材制造技術(shù)支持開(kāi)發(fā)(fā)用于火災管理和防護的3D打印無(wú)人機。近年來(lái)，火災在美國和世界其他國家已成為一個(gè)越來(lái)越大的威脅，摧毀了無(wú)數(shù)的房屋和整個(gè)社區(qū)，造成數(shù)十億美元的損失。2021年，8619場(chǎng)火災燒毀了近260萬(wàn)英畝的土地，使之成為美國森林火災的創(chuàng )(chuàng)紀錄年份。Axle Box轉向3D打印技術(shù)研究，以幫助解決創(chuàng )(chuàng)建防火安全無(wú)人機的強度、速度和成本障礙。

△防火的3D打印無(wú)人機

為了能夠應對越來(lái)越多的火災，消防員正越來(lái)越多地依賴(lài)創(chuàng )(chuàng)新技術(shù)，如增材制造。在面對新的火災爆發(fā)(fā)時(shí)，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(wú)人機，這些無(wú)人機有能力接近火焰并分析爆發(fā)(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(wú)人機并不適合靠近火災，因為它們的材料和技術(shù)設備無(wú)法承受高溫。

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

創(chuàng )(chuàng)建防火的安全無(wú)人機

在尋找開(kāi)發(fā)(fā)耐熱無(wú)人機的正確技術(shù)和材料的過(guò)程中，Axle Box公司的工程師們發(fā)(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(shuō)："隨著(zhù)第一反應者為火災季節(jié)做好準備，消防員需要靈活的遙控無(wú)人機來(lái)實(shí)現(xiàn)對幾乎所有類(lèi)型環(huán)(huán)境中的火災的視覺(jué)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(shí)現(xiàn)結構堅固的無(wú)人機的開(kāi)發(fā)(fā)，能夠承受這些極其惡劣的條件。"

用于制造防火無(wú)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(wú)人機的中體以及側蓋，這將確保無(wú)人機在暴露于高熱環(huán)(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 )(chuàng)建輕質(zhì)和堅固的無(wú)人機機身，這是涉及飛行和安全應用的關(guān)鍵部件。在實(shí)際制造過(guò)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(cháng)絲。

△圖片來(lái)源。大學(xué)公園國家檔案館-靜態(tài)(tài)圖片

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

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