Аддитивные технологии в ремонте дронов. Агродрон DJI Agras T20

1. Аддитивные технологии в ремонте дронов: Разработка крепления форсунок для Agrodron DJI T20

направление проекта: Передовые производственные технологии
тип проекта: Прикладной
участник: Симонякин Семён, обучающийся МАОУ «Школа № 27 г. Благовещенска»
руководитель; Душак Лариса Михайловна, учитель информатики МАОУ «Школа № 27 г. Благовещенска»
консультант: Мунгалов Владимир Анатольевич, декан факультета мханизации сельского хозяйства1ДАЛЬГАУ

2. Проблема

• Время, теряемое на ремонт дронов, которое влияет на
производительность и рентабельность
агропредприятий
Цель
• Минимизировать простой агродрона DJI Agras T20 за
счёт разработки и изготовления крепления форсунок
методом 3D-сканирования и 3D-печати
2

3. Задачи

• Изучить условия и потребности сельского хозяйства Амурской области
(культуры, агросроки, объёмы работ).
• Проанализировать применение агродронов и обосновать выбор DJI Agras T20
как объекта проекта.
• Выявить причины поломок креплений форсунок и оценить последствия
простоя.
• Подобрать технологию 3D-сканирования и ПО для построения 3D-модели
детали.
• Выбрать технологию и материал 3D-печати и определить параметры
изготовления.
• Изготовить прототип крепления, установить на дрон и провести проверку
(размеры/прочность/работоспособность).
3

4. Анализ показателей производства зерновых культур и сои в Амурской области

4

5. Анализ средств механизации и роботизированных систем для защиты растений

- ARA Ecorobotix. До 4 га/час. До 95% экономии средств защиты
(зависит от засорённости)
- DJI Agros T20. 40–60 га/в день. Смысл — быстрое покрытие
площади; максимальный расход системы распыления до 6 л/мин
5

6.

6

7. Способы повышения эффективности работы роботизированных систем

• Основной фактор повышения эффективности — минимизация простоев техники. При
поломке дрона в полевой сезон требуется:
1.Диагностика неисправности (несколько часов)
2.Поиск запасной детали (1–3 дня)
3.Доставка детали с учётом логистики (5–21 день)
4.Установка и наладка (1–2 дня)
• Применение аддитивных технологий (3D-сканирование и 3D-печать) позволяет
восстановить повреждённую деталь за 3–5 дней на месте, что сокращает простой в 3–8
раз и минимизирует потери.
7

8.

Устройство и принцип работы
агродрона. Вероятные причины
отказов (поломок).
DJI Agras T20 — это сельскохозяйственный мультикоптер, который
автоматически летает по заданному маршруту и распыляет рабочую
жидкость через систему бак–насос–шланги–форсунки, удерживая
высоту и обходя препятствия по данным радара.
8

9.

- Стойка крепления (кронштейн) форсунок DJI Agras T20
Почему эти детали ломаются?
Механические нагрузки
Вибрация во время полёта и работы опрыскивания
Трещины из за длительной эксплуатации
Ошибки транспортировки и обслуживания, когда дрон берут за крепления или форсунки
Падение дрона (столбы, ЛЭП, неправильная посадка)
9

10.

Технологии изготовления вышедших из строя
деталей
1. 3D-сканирование сканерами - Обработка модели
2. Выбор технологии 3D-печати, для изготовления крепления форсунок рекомендуется трёхосевой
FDM-принтер
3. Материалы: PLA (хрупкий, не подходит), ABS (прочный, сложен в печати), PETG (оптимален)
4. После печати деталь требует:
• Удаления поддержек (вспомогательных структур)
• Шлифовки поверхности наждачной бумагой (зёрна 150–400)
• При необходимости — покраски защитным составом (для водозащиты)
• Проверки размеров штангенциркулем
10

11.

11

12.

12

13.

Преимущества:
Преимущества метода
1. Скорость: деталь готова за 3–5 дней вместо 2–4 недель доставки
2. Стоимость: 500 руб. вместо 5000–7000 руб. за оригинальную деталь (экономия
3500–6500 руб.)
3. Доступность: можно печатать на месте, в инженерном центре или университете
4. Качество: цифровая модель точно повторяет оригинальную деталь; можно
оптимизировать конструкцию, усилив слабые участки
5. Надёжность: PETG-деталь выдерживает вибрацию и механические нагрузки на
протяжении 1–2 полевых сезонов (80–120 часов полёта)
13

14.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И
ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ РАБОТ
РАЗРАБОТКА КРОНШТЕЙНА
1. Начало перед сканом
2. Сканирование детали
(получение данных)
3. Обработка скана
14

15.

16. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЯ

1. Агродроны — критичная техника в современном сельском хозяйстве Амурской области,
особенно для своевременной обработки больших площадей сои в узкие агросроки.
2. Механические повреждения (особенно креплений форсунок) приводят к значительным
убыткам из-за длительного простоя техники и упущенных возможностей обработки посевов в
оптимальные сроки.
3. Аддитивные технологии (3D-сканирование + 3D-печать) — эффективное решение,
позволяющее:
1. Быстро (за 3–5 дней) создать и изготовить запасную деталь
2. Снизить стоимость детали в 8–14 раз (500 руб. вместо 5000–7000 руб.)
3. Обеспечить высокую надёжность печатной детали при использовании PETG
16