3D打印天线使舰队空间的卫星星座计划成为可能

3D打印在太空领域的应用越来越多，特别是在生产火箭发动机和卫星部件方面。同时，该技术也开始在天线建造方面得到应用，这些天线无论是在地面空间还是在外太空上都可以使用。3D Systems（纽约证券交易所代码：DDD）展示了这一前景广阔的细分市场的诸多可能性，该公司宣布与澳大利亚的舰队空间（Fleet Space Technologies）合作，为其Alpha卫星星座3D 打印射频 (RF) 贴片天线。

△射频(RF)贴片天线由3D Systems 的应用创新小组使用LaserForm AlSi10Mg和A6061-RAM2 材料打印，用于Fleet Space Technologies 的Alpha卫星。图片由3D Systems 提供

为此，Fleet Space与3DSystems的应用创新集团(AIG) 合作，该集团参与了3D打印半导体设备和涡轮机械等创新项目。借助Fleet Space，AIG团队能够为其射频贴片设计开发完整的增材制造(AM)解决方案，包括在其DMP Flex 350金属3D打印机上进行工艺开发和连接头的生产。反过来，Fleet Space能够在短短三周内实现其射频天线的小批量生产。

3D 打印卫星天线仅需三周

Fleet Space 意识到，增材制造对其贴片天线的生产至关重要，因为这些天线的设计是为了满足公司 Alpha 卫星的尺寸、重量和性能，同时限制了对后处理的需求。该设计的一个主要成就是为卫星通信获得每公斤航天器容量十倍的吞吐量。

AIG团队开发了使用两种不同材料3D打印天线的打印工艺：LaserForm AlSi10Mg和Al6061-RAM2。3D系统公司表示，DMP Flex 350的独特真空室对该项目至关重要。这是因为低氧环境（<25ppm）导致了良好的表面光洁度和细微的特征细节，这是最大限度地减少信号损失所必需的。一个额外的好处是减少了氩气的消耗。由于3DXpert软件能够有效地从3D模型过渡到打印部件，合作伙伴能够在DMP Flex 350系统上每次3D打印55根射频贴片天线。

内部金属3D打印

为了执行内部生产，Fleet Space公司已经购买了自己的DMP Flex 350，供其位于阿德莱德市贝弗利的总部使用。在那里，这家澳大利亚公司将使用激光粉末床熔融（PBF）系统，为其目前正在开发的140颗阿尔法卫星群3D打印射频贴片天线。该公司表示，利用由其卫星星座提供的环境噪声断层扫描技术，它可以以最小的生态破坏来寻找自然资源。

3D Systems航空航天与国防部门副总裁Michael Shepard博士说："我们与舰队空间技术公司的合作是3D Systems帮助我们的航空航天客户加速创新和降低其增材制造应用开发风险的又一个例子。我们通过与客户合作，提供具有合适硬件、材料、软件和服务的应用解决方案，以满足他们的需求。在这种情况下，我们已经能够帮助舰队空间技术公司在很短的时间内为他们的卫星硬件带来一个合格的生产工艺。“

舰队空间技术公司创始人兼首席执行官Flavia Tata Nardini说："舰队的阿尔法星座代表了我们在释放真正的全球连接潜力的使命中的一个重大飞跃，这样做为各种应用创造了全球利益，如使关键矿物的搜索更加可持续和可行。为了实现这一目标，我们不断努力寻找更多的方法来制造我们的技术，以规模和经济可行的方式提供卓越的质量。与3D系统公司的AIG一起，我们正在南澳大利亚州阿德莱德的世界级工厂释放增材制造的非凡潜力。这项技术将使我们的员工能够创建生产流程，实现舰队在阿尔法星座发射140多颗低地球轨道卫星的雄心。"

为工业物联网提供动力

为140颗卫星组成的星座每次制造55根天线，这对于以前认为只能制造一次性零件和原型的技术来说是一个显著的突破。正是在这些利基应用中增材制造正首次突破性地进入生产阶段，非增材技术制备的话成本会很高，而且部件的几何形状很复杂。Arcam公司能够将其技术应用于髋关节植入物的批量生产，将零件堆叠在一起，我们现在看到类似的策略应用于越来越多的领域。

△Fleet空间技术公司正在委托他们的DMP Flex 350打印机为其Alpha星座的140多颗卫星生产射频贴片天线。图片由3D系统公司提供。

特别是私营航天业，已经证明是有利可图的。根据SmarTech Analysis的 "商业空间的3D打印：私人空间行业的增材制造生态系统 "报告，私人空间的3D打印部件的整体价值预计在2026年达到21亿美元，到2031年达到54亿美元。