3D打印OEM和服務(wù)局3DCeram已協(xié)助法國(guó)航天局（CNES）衍生出來(lái)的Anywaves設(shè)計(jì)用于小型衛(wèi)星的3D打印陶瓷天線。在過(guò)去的18個(gè)月中，Anywaves與3DCeram的3D-AIM咨詢服務(wù)公司合作，通過(guò)包括可行性分析，設(shè)計(jì)到制造討論以及風(fēng)險(xiǎn)分析在內(nèi)的三個(gè)步驟來(lái)開(kāi)發(fā)GNSS L1 / E1波段天線。 3D-AIM致力于幫助航空航天公司從零開(kāi)始制造陶瓷應(yīng)用到零件生產(chǎn)，管理設(shè)計(jì)和生產(chǎn)階段，然后將技術(shù)轉(zhuǎn)移給最終用戶。

現(xiàn)在，新的衛(wèi)星天線已經(jīng)準(zhǔn)備好進(jìn)行批量生產(chǎn)，Anywaves目前正在決定是否使用3DCeram的增材制造服務(wù)或?qū)⑦@項(xiàng)技術(shù)引入內(nèi)部。

GNSS L1 / E1頻段天線由3DCeram為Anywaves印刷。圖片來(lái)自Anywaves。

設(shè)計(jì)天線

兩家公司首先進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)分析，確定了天線的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求，除了評(píng)估印刷，清潔，脫脂和燒結(jié)過(guò)程中出現(xiàn)故障的可能性外，Anywave還希望創(chuàng)建天線。 3DCeram對(duì)幾種不同零件的形狀和形狀進(jìn)行了CAD分析，并基于一系列簡(jiǎn)單和復(fù)雜的晶格結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多種設(shè)計(jì)。

3D-AIM程序的下一階段將根據(jù)客戶的輸入對(duì)CAD文件設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，以便將風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果與機(jī)械公差約束和材料質(zhì)量控制以及其他因素結(jié)合在一起。然后產(chǎn)生了零件的CAD設(shè)計(jì)建議，其中探討了零件的方向，零件的公差等。該設(shè)計(jì)還必須針對(duì)Anywaves使用的SLA打印過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化和校正。從設(shè)計(jì)到制造階段，還涉及配置天線的打印精度，以及打印時(shí)間，成本和表面光潔度。然后進(jìn)行天線的打印和發(fā)射測(cè)試，以增加3D打印過(guò)程的設(shè)計(jì)成熟度。

對(duì)于晶格結(jié)構(gòu)，3DCeram已經(jīng)制造了幾種類(lèi)型的設(shè)計(jì)，從最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)（左）到最復(fù)雜的設(shè)計(jì)（右）。

圖片來(lái)自3DCeram。

進(jìn)入批量生產(chǎn)

3D-AIM工藝的最終結(jié)果是為小衛(wèi)星設(shè)計(jì)了一種時(shí)尚緊湊的天線，具有出色的射頻性能和輻射特性。根據(jù)3DCeram的說(shuō)法，由于印刷工藝的材料選擇和無(wú)焊進(jìn)料系統(tǒng)，該零件可以承受惡劣的環(huán)境而沒(méi)有熱保護(hù)?，F(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出天線并準(zhǔn)備投入批量生產(chǎn)，Anywaves正在決定最好的方法，或者通過(guò)3DCeram適應(yīng)性強(qiáng)的3D打印服務(wù)外包生產(chǎn)，或者通過(guò)3DCeram投資購(gòu)買(mǎi)打印機(jī)使內(nèi)部零件生產(chǎn)成為可能。

Proba-3衛(wèi)星形成了月食。圖片來(lái)自ESA。

3D打印衛(wèi)星組件

為了提供新的方法來(lái)設(shè)計(jì)和制造用于衛(wèi)星和其他航空航天應(yīng)用的組件，越來(lái)越多地采用3D打印。

2015年，歐洲航天局（ESA）與位于洛桑的初創(chuàng)公司SWISSto12簽訂了一項(xiàng)大型合同，在其衛(wèi)星中使用該公司的3D打印天線，事實(shí)證明，該天線比傳統(tǒng)的金屬天線更輕巧，更便宜。最近，歐空局要求SENER Aerospacial和高級(jí)航空技術(shù)中心（CATEC）為其PROBA-3太空任務(wù)開(kāi)發(fā)3D打印金屬天線。

在其他地方，德國(guó)機(jī)床制造商TRUMPF在2019年國(guó)際巴黎航空展上展示了3D打印在衛(wèi)星和飛機(jī)上的潛在應(yīng)用，而法意航空航天制造商Thales Alenia Space宣布已開(kāi)始在其衛(wèi)星的批量生產(chǎn)中使用3D打印。在同一年。

加拿大制造服務(wù)局Burloak Technologies和通信公司MacDonald，Dettwiler and Associates（MDA）近期進(jìn)行的另一項(xiàng)3D打印衛(wèi)星零件的開(kāi)發(fā)合作將使兩家公司使用增材制造來(lái)優(yōu)化一系列天線技術(shù)的設(shè)計(jì)和可制造性。在接下來(lái)的五年中。

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