德國精密制造公司Horizon Microtechnologies獲得ESA資助，推動太空技術新突破

2024年12月10日，南極熊獲悉，位于德國卡爾斯魯厄的Horizon Microtechnologies獲得了歐洲航天局（ESA）的Spark資助，旨在將他們的特種金屬化技術應用于太空領域。這意味著Horizon的技術不僅創(chuàng)新，而且足夠成熟，能夠應對太空中極端環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)。Horizon Microtechnologies是一家專注于小型、高精度組件制造的公司。



技術亮點：輕質耐用的太空組件
Horizon采用了一種獨特的浸漬工藝來增強光聚合3D打印，這項技術可以生產(chǎn)出輕質且堅固的組件，特別適合用于射頻（RF）天線和毫米波組件等需要高性能的地方。隨著衛(wèi)星制造業(yè)的發(fā)展，對輕量化且能大批量生產(chǎn)的組件需求也在增長。Horizon的技術通過簡化專有的浸漬步驟，提供了一種既經(jīng)濟又高效的解決方案，為衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)及其他行業(yè)開辟了新的生產(chǎn)路徑。

浸漬工藝的工作原理

Horizon所使用的浸漬工藝是一種先進的材料處理方法，它結合了傳統(tǒng)浸漬法的優(yōu)點，并引入了創(chuàng)新元素，以滿足特定的應用需求。具體來說，將聚合物或其他基材浸入含有金屬鹽或金屬粒子的溶液中。當基材被取出并干燥后，這些金屬成分會在基材表面形成一層均勻的涂層。隨后，通過化學還原或其他激活過程，金屬離子轉化為金屬顆粒，最終在基材上形成連續(xù)的金屬層。

這種工藝的關鍵在于控制浸漬液的成分、濃度、溫度以及浸漬時間等因素，以確保金屬層的質量和性能。Horizon通過精細調整這些參數(shù)，實現(xiàn)了對金屬化層厚度、導電性和附著力的高度可控性，從而優(yōu)化了組件的功能特性。此外，浸漬工藝還允許在同一基材上創(chuàng)建多層不同功能的涂層，例如同時具備導電性和保護性的雙層結構。



Horizon開發(fā)了一種基于浸漬工藝的增強型大桶聚合微打印技術。在這種方法中，首先通過浸漬工藝在基材上形成一層預處理層，這層不僅可以提高后續(xù)印刷層的附著力，還可以作為模板指導印刷過程中的分子排列。接著，利用光刻或其他微加工技術，在預處理層上構建出所需的微細結構。由于浸漬層的存在，即使是非常復雜的幾何形狀也可以精確復制，同時保證了良好的機械強度和電氣性能。最后，再次進行浸漬處理，將金屬化層覆蓋在整個結構之上，形成一個完整的功能性組件。這種方法不僅提高了組件的耐久性和可靠性，還降低了制造成本，因為它不需要昂貴的模具和復雜的后處理步驟。

ESA Spark資助的意義
Horizon的首席執(zhí)行官Andreas Frölich表示：“獲得ESA的Spark資助對我們來說是一個重要的里程碑。我們知道，太空應用要求最高的性能、壽命和可靠性，而ESA的支持證明了我們在這一領域的潛力。這個項目不僅讓我們的技術在太空領域找到了一席之地，也為其他行業(yè)奠定了基礎。如果我們的組件能在太空這樣最苛刻的環(huán)境中表現(xiàn)出色，那么它們肯定也能滿足地面應用的高標準。”

Horizon強調，他們生產(chǎn)的單片部件具有極高的功能性和耐用性，同時在尺寸、重量和功率（SWaP）方面也有顯著改進。這種能力預計將帶來新的設計方向，并推動更多進步。此外，Horizon希望通過ESA的資助，在行業(yè)內建立更高的信譽度。



高精度制造：精細到10微米
Horizon專注于生產(chǎn)精度高達10微米的小型、精細部件，構建體積為10厘米 x 10厘米 x 7.5厘米。這些部件可以通過金屬、透明金屬、導電和保護涂層進行增強，適用于MEMS（微機電系統(tǒng)）、電子和微流體等領域。對于射頻和毫米波應用，Horizon可以生產(chǎn)定制化的毫米波天線、濾波器和混頻器等組件，以滿足特定任務的要求。此外，公司還提供模擬套件和設計服務，確保其組件能夠完美融入客戶的系統(tǒng)中。

與其他制造方法相比，Horizon的技術提供了更經(jīng)濟實惠的選擇。例如，粉末床熔融金屬部件雖然內部結構復雜，但在不需要這種復雜性的場合，Horizon的方法更加經(jīng)濟有效。冷金屬熔合和其他類似工藝可能會增加重量，而粘合劑噴射雖然可以實現(xiàn)更精細的細節(jié)。相比之下，Horizon的浸漬法提供了一個更好的解決方案——即在特定應用場景中找到了經(jīng)濟性和功能性之間的最佳平衡，它不僅降低了成本和重量，還允許使用各種材料賦予零件新功能，使得Horizon的技術在工業(yè)應用中具有顯著優(yōu)勢。

總之，Horizon Microtechnologies正以其卓越的技術和創(chuàng)新能力書寫著一個光明的未來。無論是在電子封裝還是航天應用領域，這家公司都展現(xiàn)出了巨大的潛力。隨著更多項目的成功實施，相信Horizon有望成為精密制造和太空探索領域的一顆明星。