奥尔堡大学的学生利3D打印研制“潜水”无人机，可实现水下空中无缝切换

2025年8月4日，南极熊获悉，丹麦奥尔堡大学的学生研制出一架能够从飞行无缝过渡到水下导航的无人机。这架混合式无人机是他们应用工业电子学学士论文的一部分，设计、制造和测试历时两个学期。

安特卫普大学能源学院副教授 Petar Durdevic与副教授 Mads Valentin Bram 共同指导了本项目，他表示：“研究团队展现了令人印象深刻的协作能力、创造力和毅力。经过实验室无数小时的投入，他们仅用一年时间就将想法转化为功能原型。对于一支跨学科学生团队来说，这是一个非凡的成就。”

△混合无人机在泳池中畅游。图片来自奥尔堡大学的Andrei Copaci。

开发双环境无人机

学生们使用一台未公开的3D打印机和数控机床设计了这架无人机，并使用定制软件进行编程，将模型从概念转化为可运行的原型。虽然目前的模型仍然是一次性的，但项目表明可以使用便捷的制造方法和定制代码构建功能齐全的双环境飞行器。

这项能力的一个关键特征是可变螺距螺旋桨系统，叶片可根据周围环境调整角度。在空中，叶片会变高以产生升力。在水下，叶片会降低螺距以减少阻力并提高推进效率。

系统还支持反向推力，使无人机在水下也能更灵活地操控。据学生们介绍，这种适应性使无人机能够使用单一推进装置在两种环境下平稳运行，无需进行任何机械重新配置。这种方法使无人机能够在空中和水中不间断地移动。

演示视频捕捉到了无人机在空气和水之间的转换，无人机在两种介质之间反复移动。学生们将这些动作的一致性归功于螺旋桨系统的简单性和可靠性，它避免了对复杂机械装置的依赖。

据《趣味工程》报道，展望未来，学生们看到了他们的设计在海洋探索、船舶检查、搜索救援任务以及国防等领域的应用潜力。尽管无人机仍处于概念验证阶段，但它展示了低成本平台如何帮助进入原本难以到达的环境。

△这架紧凑型无人机起飞、潜入水池、短暂潜入水下，然后再次升空

在奥尔堡大学以外，约翰·霍普金斯大学应用物理实验室（APL）的研究人员开发了一种名为耐腐蚀空中隐蔽无人航海系统（CRACUNS）的双环境无人机，能够从水下站点或车辆发射并在空中飞行。

无人机采用3D打印和新颖的制造技术制造，采用轻质复合材料框架，可承受严苛的近海环境。为了应对海水侵蚀，敏感部件被封装在干式压力容器中，电机则涂覆了商用耐腐蚀材料。在海水中浸泡两个月后，无人机未出现任何损坏，展现了良好的结构韧性和作战可行性。

3D打印重塑无人机的形态和功能

从水下飞行到鸟类模仿和空中建造，研究人员正在使用 3D 打印来重新思考无人机的功能以及它们可以呈现的形状。

一个独特的例子来自荷兰的Drone Bird公司，他们所开发的鸟形无人机帮助管理航空和农业领域的野生动物，并使用 3D 打印技术将设计变为现实。 该公司与先进激光材料公司(ALM)、EOS和Parts on Demand合作，将 SLS 技术与轻质碳基材料相结合，生产出耐用、逼真的组件。这种制造方法不仅加快了开发速度、降低了成本，还使设计更容易根据特定需求进行调整。这些无人机模仿猛禽飞行，有效地阻止了野生动物在跑道和农田附近聚集。

在建筑领域，伦敦帝国理工学院的研究人员开发了一种无人机群，能够在飞行过程中自主3D打印混凝土结构。建筑系统包含两种类型的无人机：BuilDrones，配备定制喷嘴，可在飞行过程中调整位置；ScanDrones，用于监控进度并引导逐层沉积。

无人机以协调循环的方式工作，利用实时轨迹控制和打印监控来实现精准施工。在测试中，团队首先打印了一个两米高的泡沫结构，然后使用水泥-聚合物复合材料打印了一个圆柱形塔。无人机始终保持着亚厘米级的精度，展现了空中3D打印在远程施工领域的潜力。