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作為衛(wèi)星領(lǐng)域3D打印規(guī)模化應(yīng)用的一個案例，全球衛(wèi)星通信領(lǐng)域的知名企業(yè)MDA Space，選擇了3D打印服務(wù)商Burloak為其Telesat Lightspeed星座提供超過5萬個金屬3D打印Ka波段天線。
而在去年，我國也發(fā)布過4.5億元的3D打印衛(wèi)星星座項目。
可見，3D打印技術(shù)正在加速融入到下一代衛(wèi)星星座制造中。
3D打印能夠提供更輕、更復雜、生產(chǎn)速度更快的零部件來徹底改變航空航天領(lǐng)域。對于該技術(shù)的應(yīng)用并不停留在實驗或原型開發(fā)階段，而是已經(jīng)成為航天關(guān)鍵零件生產(chǎn)的關(guān)鍵組成部分。
這一轉(zhuǎn)變的驅(qū)動力源于對高性能、輕量化組件日益增長的需求，以及衛(wèi)星制造速度的加快，尤其是在近地軌道（LEO）大型衛(wèi)星星座方面。
本期內(nèi)容所展示的案例來自加拿大金屬增材制造制造商Burloak Technologies公司。他們與航天企業(yè)深度合作，證明金屬3D打印的零件能夠滿足航天飛行的要求，其強度、耐用性和精度不僅不輸傳統(tǒng)機械加工的零件，甚至性能更好。
Burloak開發(fā)了先進的內(nèi)部后處理解決方案，包括熱處理、熱等靜壓 (HIP) 和表面精加工技術(shù)，這使其能夠在金屬3D打印航天應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)保持領(lǐng)先。
3D打印最大的優(yōu)勢之一，在于能夠制造出傳統(tǒng)方法無法實現(xiàn)或成本過高的復雜幾何形狀。這顯著推動了射頻零件的發(fā)展，如圖1所示，通過設(shè)計具有優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復雜波導和天線組件，不僅提高了信號完整性，還減輕了重量，這對于用戶來說具有極大吸引力。
如圖7的復雜管道接頭，就是通常3D打印一次性生產(chǎn)出來的，它不僅簡潔，而且傳統(tǒng)加工技術(shù)幾乎無法實現(xiàn)。
3D打印技術(shù)的另一優(yōu)勢是可以縮短交付周期。
在傳統(tǒng)的衛(wèi)星制造模式中，每顆衛(wèi)星都是定制的高價值資產(chǎn)，但如今的大規(guī)模衛(wèi)星星座建造計劃則是另一番局面。
就像Telesat的Lightspeed、SpaceX的Starlink以及亞馬遜的Kuiper等項目，都需要生產(chǎn)幾百、幾千甚至上萬顆衛(wèi)星，這就要求制造商在保證質(zhì)量的前提下，找到更快速的規(guī)模化生產(chǎn)方法。
3D打印在這一轉(zhuǎn)型過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，它能夠按需制造高性能零件，從而降低對冗長復雜供應(yīng)鏈的依賴。通過省去模具和減少裝配環(huán)節(jié)，增材制造能將生產(chǎn)周期從數(shù)月縮短至數(shù)周，顯著加快了產(chǎn)品上市速度。如圖2 ，就顯示了從3D打印到后處理的工作流程。
多年來，金屬3D打印技術(shù)一直被認為很有前景但質(zhì)量不好保證，但這種印象正在快速改變。
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