3D打印天線使艦隊(duì)空間的衛(wèi)星星座計(jì)劃成為可能

3D打印在太空領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多，特別是在生產(chǎn)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和衛(wèi)星部件方面,。同時(shí),，該技術(shù)也開始在天線建造方面得到應(yīng)用,，這些天線無論是在地面空間還是在外太空上都可以使用,。3D Systems（紐約證券交易所代碼：DDD）展示了這一前景廣闊的細(xì)分市場(chǎng)的諸多可能性，該公司宣布與澳大利亞的艦隊(duì)空間（Fleet Space Technologies）合作,，為其Alpha衛(wèi)星星座3D 打印射頻 (RF) 貼片天線,。

△射頻(RF)貼片天線由3D Systems 的應(yīng)用創(chuàng)新小組使用LaserForm AlSi10Mg和A6061-RAM2 材料打印，用于Fleet Space Technologies 的Alpha衛(wèi)星,。圖片由3D Systems 提供

為此,，F(xiàn)leet Space與3DSystems的應(yīng)用創(chuàng)新集團(tuán)(AIG) 合作，該集團(tuán)參與了3D打印半導(dǎo)體設(shè)備和渦輪機(jī)械等創(chuàng)新項(xiàng)目,。借助Fleet Space，AIG團(tuán)隊(duì)能夠?yàn)槠渖漕l貼片設(shè)計(jì)開發(fā)完整的增材制造(AM)解決方案,，包括在其DMP Flex 350金屬3D打印機(jī)上進(jìn)行工藝開發(fā)和連接頭的生產(chǎn),。反過來，F(xiàn)leet Space能夠在短短三周內(nèi)實(shí)現(xiàn)其射頻天線的小批量生產(chǎn),。

3D 打印衛(wèi)星天線僅需三周

Fleet Space 意識(shí)到,，增材制造對(duì)其貼片天線的生產(chǎn)至關(guān)重要，因?yàn)檫@些天線的設(shè)計(jì)是為了滿足公司 Alpha 衛(wèi)星的尺寸,、重量和性能,，同時(shí)限制了對(duì)后處理的需求。該設(shè)計(jì)的一個(gè)主要成就是為衛(wèi)星通信獲得每公斤航天器容量十倍的吞吐量,。

AIG團(tuán)隊(duì)開發(fā)了使用兩種不同材料3D打印天線的打印工藝：LaserForm AlSi10Mg和Al6061-RAM2,。3D系統(tǒng)公司表示，DMP Flex 350的獨(dú)特真空室對(duì)該項(xiàng)目至關(guān)重要,。這是因?yàn)榈脱醐h(huán)境（<25ppm）導(dǎo)致了良好的表面光潔度和細(xì)微的特征細(xì)節(jié),，這是最大限度地減少信號(hào)損失所必需的。一個(gè)額外的好處是減少了氬氣的消耗。由于3DXpert軟件能夠有效地從3D模型過渡到打印部件,，合作伙伴能夠在DMP Flex 350系統(tǒng)上每次3D打印55根射頻貼片天線,。

內(nèi)部金屬3D打印

為了執(zhí)行內(nèi)部生產(chǎn)，F(xiàn)leet Space公司已經(jīng)購(gòu)買了自己的DMP Flex 350,，供其位于阿德萊德市貝弗利的總部使用,。在那里，這家澳大利亞公司將使用激光粉末床熔融（PBF）系統(tǒng),，為其目前正在開發(fā)的140顆阿爾法衛(wèi)星群3D打印射頻貼片天線,。該公司表示，利用由其衛(wèi)星星座提供的環(huán)境噪聲斷層掃描技術(shù),，它可以以最小的生態(tài)破壞來尋找自然資源,。

3D Systems航空航天與國(guó)防部門副總裁Michael Shepard博士說："我們與艦隊(duì)空間技術(shù)公司的合作是3D Systems幫助我們的航空航天客戶加速創(chuàng)新和降低其增材制造應(yīng)用開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的又一個(gè)例子。我們通過與客戶合作,，提供具有合適硬件,、材料、軟件和服務(wù)的應(yīng)用解決方案,，以滿足他們的需求,。在這種情況下，我們已經(jīng)能夠幫助艦隊(duì)空間技術(shù)公司在很短的時(shí)間內(nèi)為他們的衛(wèi)星硬件帶來一個(gè)合格的生產(chǎn)工藝,�,！�

艦隊(duì)空間技術(shù)公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Flavia Tata Nardini說："艦隊(duì)的阿爾法星座代表了我們?cè)卺尫耪嬲�的全球連接潛力的使命中的一個(gè)重大飛躍，這樣做為各種應(yīng)用創(chuàng)造了全球利益,，如使關(guān)鍵礦物的搜索更加可持續(xù)和可行,。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們不斷努力尋找更多的方法來制造我們的技術(shù),，以規(guī)模和經(jīng)濟(jì)可行的方式提供卓越的質(zhì)量,。與3D系統(tǒng)公司的AIG一起，我們正在南澳大利亞州阿德萊德的世界級(jí)工廠釋放增材制造的非凡潛力,。這項(xiàng)技術(shù)將使我們的員工能夠創(chuàng)建生產(chǎn)流程,，實(shí)現(xiàn)艦隊(duì)在阿爾法星座發(fā)射140多顆低地球軌道衛(wèi)星的雄心。"

為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供動(dòng)力

為140顆衛(wèi)星組成的星座每次制造55根天線,，這對(duì)于以前認(rèn)為只能制造一次性零件和原型的技術(shù)來說是一個(gè)顯著的突破,。正是在這些利基應(yīng)用中增材制造正首次突破性地進(jìn)入生產(chǎn)階段，非增材技術(shù)制備的話成本會(huì)很高,，而且部件的幾何形狀很復(fù)雜,。Arcam公司能夠?qū)⑵浼夹g(shù)應(yīng)用于髖關(guān)節(jié)植入物的批量生產(chǎn)，將零件堆疊在一起,，我們現(xiàn)在看到類似的策略應(yīng)用于越來越多的領(lǐng)域,。

△Fleet空間技術(shù)公司正在委托他們的DMP Flex 350打印機(jī)為其Alpha星座的140多顆衛(wèi)星生產(chǎn)射頻貼片天線,。圖片由3D系統(tǒng)公司提供。

特別是私營(yíng)航天業(yè),，已經(jīng)證明是有利可圖的,。根據(jù)SmarTech Analysis的 "商業(yè)空間的3D打印：私人空間行業(yè)的增材制造生態(tài)系統(tǒng) "報(bào)告,，私人空間的3D打印部件的整體價(jià)值預(yù)計(jì)在2026年達(dá)到21億美元,，到2031年達(dá)到54億美元。