3D-печать для FPV-дронов: что печатают, из какого пластика, 18 моделей

Коротко: 3D-принтер — почти обязательный инструмент FPV-пилота. Основной материал — TPU 95A: детали из него гибкие, гасят вибрации и переживают краши. Печатают крепления экшн-камер, держатели антенн, крепления VTX и приёмника, защиту моторов и ножки, бамперы, ремешки и проставки. Для наземного — кейсов, подставок, держателей аккумуляторов и очков — подходит PETG. Раму из пластика печатать не стоит: углепластик прочнее и жёстче в разы. TPU печатают медленно (20–35 мм/с), из сухой нити, на директ-экструдере. Ниже — детали, настройки и советы.

Почему TPU

FPV-дрон постоянно вибрирует и регулярно падает. Жёсткий пластик в таких условиях трескается, а TPU изгибается и возвращает форму. Кроме того, гибкое крепление гасит вибрации, которые иначе попадают в изображение экшн-камеры («желе»). Поэтому почти все печатные детали на самом дроне делают из TPU 95A — он достаточно жёсткий, чтобы держать камеру под нужным углом, и достаточно гибкий, чтобы пережить удар. Как печатать TPU, TPE или TPU.

Что печатают

Под каждую раму есть сотни готовых моделей: крепления камер под нужный угол наклона, держатели антенн для разных типов, крепления GPS-модулей, защитные накладки. Многие производители рам публикуют модели TPU-деталей для своих рам. Подбирайте модели под конкретную раму — посадочные размеры отличаются.

Проверенные модели

На дрон

• TPU-крепления для GoPro Hero 9–13 (Tim O’Brien, 9 печатей) — несколько углов наклона.
• TPU-крепление GoPro 9 для FPV (FPVLeo).
• Угловое крепление антенны (Jason Coon) — пример держателя антенны под конкретную раму, лицензия CC BY.
• Держатель аккумулятора 2S из TPU (molfFX).
• Посадочные ножки для рамы (X_XGothic) — лицензия CC BY.

Пульт и очки

• Проставка стиков для пульта Radiomaster Pocket (YeetForSpeed, 13 печатей).
• Держатель аккумулятора для FPV-очков (Paulinavagyok) — есть и улучшенная версия у автора.

Хранение и транспортировка

• Кейс для аккумуляторов 1S (spectrexFPV, 15 печатей) — для маленьких вупов, без поддержек.
• Кейс для 5-дюймовых пропеллеров (scrappy79) — лицензия CC BY.
• Кейс для GoPro 9/10 с ND-фильтрами (Dani Projects) — лицензия CC BY.
• Коробочка для ND-фильтров и microSD (McFly).
• Каркас для огнестойкой сумки с аккумуляторами (hadessuk) — держит форму сумки, лицензия CC BY-SA.

Тинивупы и тренировки

• Гоночные ворота для тинивупов (CurlyVole, 3 печати) — полностью печатные, на магнитах, размер задаётся параметрами.
• Ворота с RGB-подсветкой для полётов дома (Jason Coon) — лицензия CC BY.
• Уголки для ворот из картона (Andrew Geltz, 5 печатей) — трасса из коробок за вечер.
• Колпак для тинивупа с меньшим углом камеры (MakerMeik, 9 печатей).
• Подставка для пульта (Jakub Moskwa, 2 печати) — общественное достояние.
• Держатель-крышка антенн очков (OKButton, 1 печать) — лицензия CC BY.

Настройки печати TPU

TPU впитывает влагу — влажная нить даёт пузыри, паутину и слабые детали. Сушите перед печатью. На гладком PEI TPU прилипает очень сильно — используйте клей-разделитель или текстурный лист. Плотность заполнения задаёт жёсткость: 30 % — мягкая амортизирующая деталь, 100 % — жёсткое крепление. Сушка пластика, PEI-пластина.

Точность и посадки

TPU усаживается иначе, чем PLA, и отверстия под винты M2 и M3 получаются меньше. Проверьте посадку на тестовой печати и при необходимости увеличьте отверстия на 0,1–0,2 мм в модели. Для креплений на стойки рамы важна точность расстояния между отверстиями — печатайте с правильным потоком и проверяйте штангенциркулем. Отверстия меньше нужного, калибровка экструдера.

Твёрдость TPU и заполнение

Одна и та же модель из одного TPU получается жёстче или мягче в зависимости от заполнения и числа стенок — этим удобно управлять в слайсере, не меняя модель. Как печатать TPU.

Тинивупы: полёты дома

Маленькие дроны с защитой винтов (тинивупы) летают в квартире и в зале, и для них принтер особенно полезен: колпаки и рамки камер с другим углом наклона, лёгкие держатели антенн, кейсы для аккумуляторов 1S, станции зарядки и, главное, трасса. Ворота из печатных уголков и картона или полностью печатные ворота на магнитах складываются в коробку и расставляются за пару минут. Детали для тинивупов печатают из лёгкого TPU и с минимумом пластика: каждые лишние 2–3 грамма заметно сокращают время полёта.

Правила полётов

FPV — хобби с ответственностью. Перед полётами на улице узнайте действующие правила использования воздушного пространства и ограничения для вашего места: в городах, у аэропортов и над людьми полёты часто запрещены или требуют разрешения. Летайте на открытых площадках вдали от людей, используйте наблюдателя и проверяйте крепление всех печатных деталей перед каждым вылетом: отлетевшее крепление камеры или антенны — частая причина аварии.

Наземное оборудование

• Кейсы для дрона и пульта — PETG или PLA с мягкими вставками из TPU.
• Держатели аккумуляторов и подставки для зарядки.
• Стойка для пульта, держатели очков и антенн.
• Стартовая площадка для взлёта с травы.

Для деталей, которые лежат в машине летом, лучше PETG или ASA. Термостойкий пластик.

Раму печатать не стоит

Рама FPV-дрона должна быть жёсткой и прочной — её делают из углепластика. Печатная рама из PLA или PETG тяжелее, гибче (вибрации сбивают полётный контроллер) и ломается при первом серьёзном краше. Исключение — маленькие вупы (tiny whoop) и учебные проекты, где печатная рама из TPU или нейлона может быть приемлема. Также печатают прототипы рам для проверки компоновки.

Нейлон и композиты

Для деталей, где нужна жёсткость и ударостойкость одновременно (крепления GPS-мачты, держатели дальнобойных антенн, защита пропеллеров на больших дронах), используют нейлон или PA-CF. Они легче выдерживают удары, чем PETG, и жёстче TPU. Нейлон, карбоновые пластики.

Яркие цвета

Печатайте TPU-детали ярких цветов — оранжевый, жёлтый, салатовый. После краша в траве дрон с яркими деталями находится гораздо быстрее. Некоторые пилоты печатают и светящиеся в темноте элементы для ночных полётов, но светящиеся наполнители абразивны для сопла.

Запас деталей

TPU-детали — расходник: после серии крашей крепления камер и антенн рвутся. Держите запас самых ходовых деталей и печатайте их партией сразу по несколько штук. Хранить TPU лучше в сухом боксе — влажная нить печатает хуже, а готовые детали влагу не боятся.

Свои детали под свою раму

Если готовой модели под вашу раму и камеру нет, деталь несложно спроектировать самому. Начните со штангенциркуля: расстояние между стойками рамы (обычно 20×20 или 25,5×25,5 мм для полётных стеков и 30,5×30,5 мм для крупных), диаметр стоек, ширина и толщина камеры, угол наклона. Крепление камеры удобно делать параметрическим — угол задаётся одним числом, и можно напечатать сразу три варианта на 20°, 30° и 40°. Отверстия под винты M2 и M3 в TPU закладывайте на 0,1–0,2 мм больше номинала, а места, где пластик зажимается винтом, — с небольшим выступом, чтобы TPU не продавливался. После первого краша посмотрите, где деталь порвалась, и усильте именно это место. Fusion 360, параметрические модели.

Где брать модели

Кроме подборки выше, ищите на сайтах с моделями по названию своей рамы и детали: «GoPro mount», «antenna mount», «VTX mount», «TPU». Производители рам и пилоты публикуют модели бесплатно. Где скачать 3D-модели.

Видео по теме

• Гайд по TPU-пластику: избегайте этих ошибок — сушка, скорость, ретракт.
• Гибкие пластики TPU 95A и 85A: настройка и тонкости печати.
• Where do I get STLs for FPV 3D prints? — где брать модели для FPV и кто их печатает (англ.).
• Tilt-Stop GoPro mount for FPV drones — пример продуманного крепления камеры (англ.).

Пример: комплект TPU-деталей для нового дрона

Рама 5 дюймов, экшн-камера и одна антенна видеопередатчика. Комплект: крепление камеры под 25°, держатель антенны на заднюю стойку, четыре защитных накладки на лучи и два ремешка-упора под аккумулятор. Всё из оранжевого TPU 95A, сушка 6 часов при 50 °C, скорость 25 мм/с, 3 стенки, 40 % гироида для крепления камеры и 100 % для держателя антенны. Печать одной партией — около 3 часов, расход — 35 г. Сразу печатается второй комплект про запас: после нескольких крашей крепление камеры и держатель антенны рвутся первыми.

Типичные ошибки

• Крепление камеры из PLA — трескается при первом падении и передаёт вибрации.
• Слишком плотное заполнение у креплений камеры — «желе» на видео; уменьшите до 30–50 %.
• Влажный TPU — пузыри, паутина и слабые слои; сушите перед печатью.
• Модель не под свою раму — отверстия не совпадают со стойками; сверяйте расстояния.
• Тёмные детали — дрон трудно найти в траве после краша.

Частые вопросы

Из какого пластика печатать детали для FPV?

Из TPU 95A для деталей на дроне: крепления камер, антенн, бамперы, ремешки. Для наземного оборудования — кейсов, подставок, держателей — PETG.

Можно ли напечатать раму FPV-дрона?

Не рекомендуется: углепластик прочнее и жёстче, а печатная рама гнётся, и вибрации сбивают полётный контроллер. Исключение — маленькие тинивупы и учебные проекты.

Какая скорость печати для TPU?

20–35 мм/с на директ-экструдере, из сухой нити, с минимальным ретрактом.

Почему крепление камеры даёт «желе»?

Жёсткое крепление передаёт вибрации; TPU с меньшим заполнением гасит их.

Нужен ли директ-экструдер?

Для TPU — очень желательно: на боудене мягкий пруток сжимается в трубке, печатать можно только очень медленно.

Почему отверстия под винты маленькие?

TPU немного «натекает» внутрь отверстий и усаживается иначе, чем PLA. Увеличьте отверстия в модели на 0,1–0,2 мм или прогоните их сверлом после печати.

Что напечатать для полётов дома?

Ворота для тинивупов, кейсы для аккумуляторов 1S, колпаки с другим углом камеры и подставку для пульта — модели в подборке выше.