無人機外殼成型原則｜厚板真空成型設計重點一次看懂

在畫無人機外殼 3D 之前，先把厚板真空成型的成型邏輯想清楚， 可以少改很多次圖，也能避免做出「看起來很帥、卻根本不好成型」的機身護罩。

我的無人機外殼造型，適不適合做厚板真空成型？

  1. 外殼以 大面積包覆 為主（上蓋、下蓋、前艙罩、任務艙外殼），不是細小機構零件。
  2. 大致可以用 一個主方向 把整個外殼從模具中「往上拉出來」，沒有被嚴重卡住的倒勾。
  3. 側壁、斜面都有預留 3～5° 以上的拔模角，而不是完全垂直直角牆。
  4. 造型轉折多使用 圓角與過渡 R，而不是很多尖銳直角與「刀鋒」線條。
  5. 局部深度與板厚的比例已經評估過，不會為了造型而讓某些地方變得 又薄又長。

如果你的 3D 造型在以上條件中符合兩點以上，通常就有機會用厚板真空成型來做無人機外殼。 接下來，就可以跟竣富一起用成型角度和模具的語言，重新檢視一次整體設計。

厚板真空成型四大原則：先懂成型，再畫外殼

厚板真空成型跟金屬加工或塑膠射出不同，它是把加熱後的塑膠板拉伸、貼附在模具上形成殼體，所以在無人機外殼設計時，有幾個關鍵原則必須先確定：

  • 1. 單一脫模方向（成型方向要單純）
    模具就像一座「山」，加熱後的板材像「布」蓋上去再吸附成形。
    外殼必須能沿著同一個方向從這座「山」上被拉起來， 如果外殼包覆太多內部結構，或有明顯倒勾，就會卡在模具上無法脫模。
  • 2. 足夠的拔模角（側壁不要 90° 直立）
    所有往成型方向延伸的側壁與大面積斜面， 建議預留至少 3～5° 的拔模角，有些深度較深的區域甚至需要更多角度。
    拔模角不只關係到能不能順利脫模，也直接影響板材在這些區域的厚度分布與外觀表現。
  • 3. 拉伸比例要合理（不要讓某些地方被拉太薄）
    板材從平板被拉到立體時，會產生厚薄變化。
    一般會以 局部深度 ÷ 原始板厚 來評估拉伸比例， 建議控制在約 2.5～3 倍 以內較為保險，超過時就要補強、加厚或改變造型。
  • 4. 直角換成 R 角（圓角不只是外觀好看）
    尖銳的 90° 轉折容易產生應力集中與局部過薄， 也會讓板材在轉折時拉伸不均。
    在無人機外殼設計上，建議所有外角與內角都加上適度 R 角， 不僅外觀更順眼，也能提升實際強度與成型穩定度。

把這四大原則放在設計流程的最前面，會比「畫完造型再回頭修」更省時間，也更容易做出真正好維修、好量產的無人機外殼。

厚板真空成型 vs 射出 vs FRP：無人機外殼怎麼選？

很多團隊在開發無人機機身護罩時，會在射出、FRP（玻璃纖維）與厚板真空成型之間做取捨。以下從成型原則與設計自由度角度，整理幾個實務差異：

  • 與射出成型相比
    射出可以整合更多細節與卡扣，但模具費高、開模時間長， 一開始造型就要相對固定。
    厚板真空成型的外殼 模具費用較輕，成型周期短， 比較適合仍在調整任務艙配置、感測器位置與外觀線條的階段。
  • 與 FRP（玻璃纖維）相比
    FRP 在小量製作時彈性大，但多依賴人工層疊與修整， 外觀與厚度的一致性較難控制。
    厚板真空成型則以板材為基礎，配合模具與加熱條件， 在 批量一致性與表面品質 上較佳，也比較容易維持後續版本間的一致外觀。
  • 對無人機外殼的實務建議
    若你想在前期快速改版、測試不同外殼造型與任務艙， 同時又希望有 穩定外觀與較可控的幾何誤差，厚板真空成型會是很實際的中間選擇。
    等到機種穩定、年產量持續拉高，再評估是否導入其他製程，也不遲。

無人機外殼的尺寸範圍與板厚配置建議

雖然每一款無人機機身尺寸差異很大，但在厚板真空成型的設計上，還是有一些共通的經驗值可以先抓：

  • 常見外殼尺寸範圍
    一般多旋翼或農業噴灑機的機身上蓋與外殼， 常見成型尺寸大約落在 600 × 600 mm ～ 1200 × 800 mm 之間。
    若是更大型的物流或巡檢平台，外殼尺寸還可以再往上放大， 竣富設備本身可支援更大尺寸的厚板真空成型。
  • 板厚與剛性平衡
    板厚通常會依 外殼尺寸、預估落地衝擊與安裝方式 一起評估， 一般 UAV 外殼常見板厚約在 3～6 mm。
    板越厚越耐撞，但重量與成本也會增加， 多數專案會希望在「保護關鍵零組件」與「整機重量」之間取得平衡。
  • 局部補強與結構配合
    厚板真空成型主要扮演外殼角色，局部剛性可以搭配內部金屬骨架、支撐件或不同板厚配置來完成。
    在設計階段若能先溝通「哪些地方需要特別耐撞」、「哪些地方可以稍微薄一點」會更好安排板厚與拉伸比例。

你不必一開始就把板厚與尺寸算到百分之百精準，但可以先提供預估的外型尺寸與目標重量，讓我們從成型角度給你第一輪建議。

從 3D 到成品：無人機外殼厚板真空成型開發流程

當你已經有初步的無人機外觀或概念圖時，可以依照以下步驟，將整體開發流程拆解：

  • Step 1：提供 3D 模型與用途說明
    先提供外殼相關 3D（如 STEP / IGES）與簡單用途說明：用途、任務場域、預估落地情境、是否需要防水等。
    我們會以成型方向、拔模角與拉伸比為重點做第一次可行性檢視。
  • Step 2：分件與分模線討論
    若原始造型中有倒勾或不利脫模的地方， 會建議透過 分件、調整分模線 或改變局部造型來改善。
    同時一起規劃未來維修時的拆裝順序與螺絲位置。
  • Step 3：模具設計與試模
    確定外型與分件方式後，進入鋁合金模具製作與試模階段。
    在試模中會實際量測各區域板厚、檢查外觀與尺寸變化， 並視情況調整成型條件或局部設計。
  • Step 4：量產條件確認與版本管理
    當外殼符合預期後，會整理成型參數與檢驗基準，做為後續生產與版本變更的依據。
    若未來有新任務版本，也可以在原有模具上做局部修改或增加插板，避免完全重頭來過。

整個過程中，我們會站在「厚板真空成型外殼製造」的角度提出建議， 讓你的無人機研發團隊可以專心在飛行性能與任務載具本身，而不用被外殼成型細節卡住太久。

無人機外殼成型原則常見問答 FAQ

1. 若我目前的無人機外型有很多銳利線條，還能做厚板真空成型嗎？

可以，但通常會建議把過於尖銳的折線改成有 R 角的轉折， 一方面有助於成型與板厚分布，另一方面也能降低實際使用中裂開或崩角的風險。 不一定要改得很圓潤，但至少不要完全「刀鋒狀」。

2. 厚板真空成型可以直接做出螺絲柱或肋條嗎？

厚板真空成型本身比較適合大面積殼體與外觀造型， 螺絲柱、卡扣或複雜肋條多半會交由 CNC 後加工搭配金屬銅柱、獨立支架來完成。
換句話說，外殼負責外觀與包覆， 內部功能性結構則由其他零件與設計方式來負責。

3. 我只有概念外觀圖，還沒有完整 3D，可以先討論嗎？

可以。我們可以先用你的概念外觀圖或簡化模型， 從成型方向與分件角度給出初步建議， 告訴你哪些地方未來在做厚板真空成型時容易出問題， 讓你在正式建 3D 之前就有方向。

4. 厚板真空成型對尺寸精度的表現大概如何？

實務上，厚板真空成型的尺寸精度會受到板厚、成型深度與材料影響， 一般適合用在外殼、護罩與包覆件， 而不是需要精密配合公差的機構零件。
若你有特別在意的配合界面，可以在設計階段先註明，我們會一起檢討是否需要改由其他方式處理該區域。

聯絡我們｜一起檢查你的無人機外殼成型可行性

如果你正在規劃無人機機身外殼或任務艙護罩， 想確認設計是否適合厚板真空成型，歡迎把以下資訊整理後提供給我們：

  • 公司名稱／聯絡人：
  • 機型用途（物流／農業／巡檢／工業…）：
  • 外殼大約成型尺寸與預估板厚：
  • 預估年產量與未來是否有多版本需求：
  • 是否已有 3D 圖檔（STEP / IGES 等）：

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