2023-02-25
通过增材制造-3D打印技术制造卫星天线部件已受到全球范围内航天大国的重视,其中典型的在轨应用包括3D打印天线支架。洛克希德马丁公司宣称,它的首个用于太空飞行的复杂3D打印天线已获得认证。
3D打印全向天线将成为即将推出的GPS III太空飞行器10的组成部分,用于与地球之间的通信中继。同时,该项目很好的证明了太空和国防公司正在大力投资3D打印技术,洛克希德公司表示,它已经看到了开发这种3D打印天线的好处,表示将加快该技术用于制造其它航天部件。
其实,洛克希德公司早已经在它的整个公司中实施3D打印技术,包括电子产品。Fortify就是一个例子,这是一家增材制造初创公司,专门为印刷电子产品开发材料和生产工艺。在洛克希德投资该公司后,该公司的产品已在洛克希德马丁旗下的四个不同业务部门实施,以制造3D打印组件。
我国科研机构以及航空航天制造企业在铝合金卫星天线增材制造领域已取得了相关应用研究成果,例如清华大学针对面向低轨定位载荷的铝合金喇叭天线的增材制造方法开展了研究,包括天线脊和底部的网格化设计,天线谐振腔底部的开口设计,内脊底部的支柱设计,天线外脊的设计,以及激光成型与重熔工艺流程参数的设计,最后通过一种定制的3D打印流程克服铝合金难以打印的问题。通过增材制造工艺与设计方式实现的天线重量降低2/3,对于星载应用具有重要意义。
无论是已实现在轨应用的天线支架,还是铝合金3D打印天线,3D打印技术在这些卫星部件中的应用与其在实现卫星组件轻量化以及实现复杂结构制造方面的优势密切相关。
随着3D打印技术的应用,卫星轻量化已全面到来。通过3D打印技术实现卫星轻量化的途径包括制造传统技术无法实现的复杂点阵轻量化结构,以及制造功能集成一体化结构。