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

現(xiàn)在，新的衛(wèi)星天線(xiàn)已經(jīng)(jīng)準備好進(jìn)行批量生產(chǎn)(chǎn)，Anywaves目前正在決定是否使用3DCeram的增材制造服務(wù)或將這項技術(shù)引入內(nèi)部。

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

設計天線(xiàn)

兩家公司首先進(jìn)行了風(fēng)險分析，確定了天線(xiàn)的技術(shù)和經(jīng)(jīng)濟要求，除了評估印刷，清潔，脫脂和燒結過(guò)程中出現(xiàn)故障的可能性外，Anywave還希望創(chuàng )(chuàng)建天線(xiàn)。 3DCeram對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)單和復雜的晶格結構進(jìn)行了多種設計。

3D-AIM程序的下一階段將根據(jù)客戶(hù)的輸入對CAD文件設計進(jìn)行修改，以便將風(fēng)險分析結果與機械公差約束和材料質(zhì)量控制以及其他因素結合在一起。然后產(chǎn)(chǎn)生了零件的CAD設計建議，其中探討了零件的方向，零件的公差等。該設計還必須針對Anywaves使用的SLA打印過(guò)程進(jìn)行優(yōu)(yōu)化和校正。從設計到制造階段，還涉及配置天線(xiàn)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(xiàn)的打印和發(fā)(fā)射測試，以增加3D打印過(guò)程的設計成熟度。

對于晶格結構，3DCeram已經(jīng)(jīng)制造了幾種類(lèi)型的設計，從最簡(jiǎn)單的設計（左）到最復雜的設計（右）。

圖片來(lái)自3DCeram。

進(jìn)入批量生產(chǎn)(chǎn)

3D-AIM工藝的最終結果是為小衛(wèi)星設計了一種時(shí)尚緊湊的天線(xiàn)，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)(huán)境而沒(méi)有熱保護?，F(xiàn)在已經(jīng)(jīng)開(kāi)發(fā)(fā)出天線(xiàn)并準備投入批量生產(chǎn)(chǎn)，Anywaves正在決定最好的方法，或者通過(guò)3DCeram適應性強的3D打印服務(wù)外包生產(chǎn)(chǎn)，或者通過(guò)3DCeram投資購買(mǎi)打印機使內(nèi)部零件生產(chǎn)(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)設計和制造用于衛(wèi)星和其他航空航天應用的組件，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 )(chuàng)公司SWISSto12簽訂了一項大型合同，在其衛(wèi)星中使用該公司的3D打印天線(xiàn)，事實(shí)證明，該天線(xiàn)比傳統(tǒng)的金屬天線(xiàn)更輕巧，更便宜。最近，歐空局要求SENER Aerospacial和高級航空技術(shù)中心（CATEC）為其PROBA-3太空任務(wù)開(kāi)發(fā)(fā)3D打印金屬天線(xiàn)。

在其他地方，德國機床制造商TRUMPF在2019年國際巴黎航空展上展示了3D打印在衛(wèi)星和飛機上的潛在應用，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)(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3D打印衛(wèi)星零件的開(kāi)發(fā)(fā)合作將使兩家公司使用增材制造來(lái)優(yōu)(yōu)化一系列天線(xiàn)技術(shù)的設計和可制造性。在接下來(lái)的五年中。

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