設計最佳無人機：HP 增材製造如何促進速度、規模與供應鏈彈性
2026-03-05
無人機產業同時面臨多方壓力。製造商預期能更快行動、更頻繁迭代、擴大生產且不過度投入資本，並建立易於辨識、安全且具韌性的供應鏈。這些壓力正迫使人們重新思考無人機的設計與製造方式，而不僅僅是飛行方式。
這個挑戰正是位於巴塞隆納的惠普增材製造團隊在最新專案中所追求的。團隊開發了一架完整的飛機，探索當航空航太工程與增材製造從一開始就共同設計時，所能達成的可能。
「我們開發這款無人機，是為了展示這項技術能達到多遠的境界，」惠普無人機區段經理 Clara Quinquilla 說。「這是結合無人機專業知識與深厚的增材製造專業知識，看看我們能釋放多少性能與彈性。」
以製造流程為設計
從一開始，該專案就將設計工程師與航空工程師並肩工作，增材製造被視為核心設計能力，而非下游生產步驟。
最終成果是一架1.5公尺長的固定翼無人機，專為惠普增材製造平台在生產中的能力設計。透過詳細理解空氣動力學與印刷流程，團隊能快速且有效地微調設計。
「設計旅程非常精彩，」昆奎拉說。「三個月內經歷了三個不同的版本。這通常需要製造商花更多時間和更多資金。」
這種節奏既來自團隊的熱情，也來自技術本身。工程師們熬夜加班，積極測試，並在短週期內調整設計，推動流程極限，同時從每次飛行中學習。
從每一種製造技術中發揮最大效益
這個專案的一個重要結論是，沒有任何單一製造方法能適用於無人機的每個零件。相反地，惠普團隊專注於結合技術，並在各項技術發揮最大價值的地方使用。
該無人機採用現成碳纖維桿作為內部骨架，以低成本提供強度與剛性。機身外部採用惠普的增材製造技術製造。
「在碳纖維中製造複雜模具非常困難，」惠普增材製造航空航太工程組主管David Mazo表示。「所以我們用標準竿子，只要切斷就行。我們獲得強度和成本優勢，然後用印表機和材料處理所有不承載主要結構荷重的部分。」
這種混合方法讓工程師能在剛性最關鍵的部分發揮碳纖維，同時依賴增材製造來製造輕量化結構及複雜幾何結構，否則生產起來困難或昂貴。
「我們從每種技術中汲取最佳價值，」Mazo說。「一種帶來強度與成本效益，另一種則讓我們在造型和輕量化上自由發揮。這正是我們用這台無人機做的，也是我們在客戶專案中所做的。」
展現超薄列印能力
這款無人機同時展現了惠普最新的增材製造技術進展之一：能夠大規模生產極薄且一致的零件。
Quinquilla 表示：「HP 的 5600 平台讓使用者能微調列印流程。」「當你調整厚度時，可以產生小於0.5毫米的零件。這才是真正的差異化因素。」
這些薄結構採用無人機製造中已常見的聚醯胺材料製成，使其結果直接適用於實際應用。在不犧牲耐用性的前提下減少材料厚度，對減重、空氣動力效率及整體性能有明顯好處。
以工程理念的速度進行迭代
對巴塞隆納團隊而言，專案中最令人振奮的部分之一是迭代速度。傳統製造流程常涉及設計、模具製作、測試與重新設計之間的長時間延遲。增材製造大幅壓縮了這些循環。
「模具必須開發、測試，然後重新設計，」Mazo 說。「你說的不是要花幾週的循環，而是幾個月。當你想快速前進時，這是個巨大的障礙。」
這速度對團隊在技術極限上發揮了關鍵作用。早期飛行測試發現剛性仍有改進空間，工程師因此選擇重新設計並重新列印零件，而非重新開始。
「身為工程師，很多時候你會等六個月才能看到某件事怎麼運作，」真佐說。「在這裡，我們推動技術，快速學習，幾乎立刻做出改變。雖然有熬夜，但也有很多美好的時刻。」
昆奎拉形容這次的回報：「看到它的運作方式，所有碎片都拼湊起來了。它非常順暢、快速，非常令人印象深刻。」
無鎖定的縮放
除了迭代之外，這個專案還設計來探索真實的生產量。惠普團隊認為增材製造特別適合中階生產，因為模具成本可能阻礙創新。
對於小型四軸飛行器，一台印表機每月可支援超過7,000台的生產。對於一架1.5公尺的固定翼無人機，一台印表機每月可生產約100架機體。更大型系統則能以較低速度生產，同時每月仍能支援數百套完整系統。
「在那些體積之下，你連模具都無法合理化，」真造指出。「在它們上方，你可以開始在合適的地方混合印刷零件和模具。」
打造能彎曲而非斷裂的供應鏈
供應鏈韌性已成為無人機製造商的重大關切，尤其是在企業重新思考產品製造地點與方式以符合不斷演變的採購標準之際。增材製造提供了一種在地化生產的方法，而不必重複整個工廠。
Mazo說：「對於美國以外的公司，有些人正在考慮是否應該將模具製造搬到更靠近客戶的地方，或是利用現有的惠普機器。」「這種做法能讓你更有韌性，也能把製造線靠近無人機使用的地方。」
「這不只是我們能多快迭代的問題，」昆奎拉補充。「這也關乎你生產零件的速度，因為你可以在需要的地方生產你需要的東西。」
這種彈性也支援嵌入式及現場級製造，包括在部署前修復或改裝無人機的能力。
快速移動無人機公司的工具組
惠普明確表示，它不會以製造商身份進入無人機市場。目標是幫助他人更快、更少限制地前進。
「我們在這裡是為了幫助人們開發和生產無人機，」Mazo 說。「我們不是來賣無人機的。我們正在證明這是一項非常可行的技術。」
惠普專注於將增材製造從利基應用轉型為工業規模的大規模生產。公司與世界級產業領袖合作，致力於全球供應鏈的轉型與區域化。對無人機製造商而言，這意味著利用經過驗證的工業平台，實現可重複且具成本效益的大規模生產。
在一個敏捷性日益成為競爭力的領域中，惠普無人機團隊的研究顯示出更廣泛的轉變：製造正成為策略優勢，使無人機製造商能更快測試想法、更早回應客戶，並持續以工程抱負的速度推動創新。
資料來源DRONELIFE
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