CNES引入INTAMSYS聚合物FFF技术，简化卫星组件和无人机生产流程

2024年10月22日，南极熊获悉，法国政府航天机构国家空间研究中心(CNES) 正在引进INTAMSYS的FFF增材制造技术来增强其空间技术能力。

法国国家太空研究中心成立于 1961 年，负责研究、设计和操作太空任务，并促进欧洲和国际太空技术的发展。其中，CNES的实现与集成 (RI) 部门专门负责卫星的组装和测试，以及开发工具和手段，以方便在发射前在法国国家空间研究中心的洁净室中进行组装和测试（例如集成框架、多用途手推车、起重设备等）。这些洁净室保持精确的条件，以确保卫星组件处于稳定的环境。

CNES机械集成部门经理Theodore Froissart 说道：“INTAMSYS 3D 打印机的易用性和高打印质量非常出色，完美地解决了我们的挑战，极大地促进了我们的工作流程。现在，我们可以通过点击打印功能利用 INTAMSYS 的所有材料。此外，INTAMSYS 合作伙伴 CADvision 反应迅速，提供出色的本地支持，允许共同开发机器和软件的改进，进一步提高效率和工作流程。”

△CNES增材制造实验室。照片来自 CNES 和 INTAMSYS

3D 打印可加快卫星工具制造速度

为了生产这些工具和设备，例如集成框架、多用途手推车，法国国家空间研究中心越来越多地使用FFF 3D 打印方法和创新聚合物材料。法国国家空间研究中心的增材制造实验室最初于 2014 年使用单材料打印机，由于需求量大和需要生产的零件数量多，该实验室发展迅速。

据该公司介绍，INTAMSYS FUNMAT PRO 610HT是首台集成到 CNES 太空研究中的 INTAMSYS 3D 打印机。后来，FUNMAT PRO 410也于最近加入，以补充同一实验室内现有的打印机系列。

△FUNMATPRO 610HT 3D 打印机。照片来自 INTAMSYS。

在整合增材制造之前，CNES 面临着传统制造方法的诸多挑战，特别是在洁净室和卫星测试中使用的合格材料方面。此外，生产工具所需的设计和制造周期较长，这也影响了效率。

通过利用 3D 打印，CNES 能够将此过程简化为一天，实现快速原型设计和设计迭代，从而简化测试和卫星组装过程。

据该公司介绍，采用 INTAMSYS FUNMAT PRO 610HT 使 CNES 能够使用其想要的任何材料，例如聚碳酸酯、PEEK 和 ULTEM，这些材料对于制造卫星测试所需的复杂工具至关重要。

FUNMAT PRO 610HT 的功能显著提高了效率。即使使用欧洲航天局(ESA) 开发的 PEEK-ESD 等高度专用的材料，CNES 仍可以通过仅调整一些参数在INTAMSUITE NEO（INTAMSYS 的切片机）中使用 INTAMSYS PEEK 型材。通过这一小步调整，第一批部件即可准备打印。

法国国家太空研究中心探索卫星测试的新应用

CNES 开发的应用多种多样，从简单的洁净室工具到用于卫星测试的复杂结构工具，包括发射前的热循环、冲击和振动测试。

平流层无人机结构是这些复杂的航空航天应用之一，需要理想的真空室和测试环境条件。该部件使用 ULTEM TM 9085 材料在 FUNMAT PRO 610HT 3D 打印机上一体式打印。得益于 3D 打印机的 610 x 508 x508 毫米构建体积和 300°C 恒定腔体温度，以及高温热系统，该部件得以精确 3D 打印。

CNES 表示，平流层无人机结构的设计将放置在平流层气球下方进行验证测试。因此，CNES 必须在不同的环境中测试该部件，模拟稀薄甚至无大气的条件，以确保其适合极端条件。

△平流层无人机结构。照片来自 CNES 和 INTAMSYS。

在原型测试过程中，该设计得到了法国国家空间研究中心机械工程师的认证。在同一测试中，材料ULTEM TM 9085 也得到了认证，证实了其在真空室内的兼容性，不会产生排气，这是保持理想光学性能的关键因素。

除了低排气特性外，ULTEM TM在航空航天领域的应用还因其出色的强度重量比和高耐热性而至关重要，这使其成为制造在太空极端条件下工作的部件的理想选择。

另一个使用 3D 打印技术的著名项目是MMX火星车，这是 CNES、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA) 和德国航空航天中心(DLR)之间的合作项目。MMX 是“火星卫星探索”的缩写，是一款小型火星车，旨在探索火星最大的卫星火卫一。对于这个项目，该团队利用 3D打印技术来创建、组装和测试火星车的部件。

△MMX 探测车项目。照片来自 CNES。

展望未来，法国国家太空研究中心打算增强其增材制造技术，同时努力最大限度地发挥3D打印在太空探索方面的优势。