3D 打印技术走向太空

利用拓扑优化技术和增材制造技术的结合，由工业级 3D 打印机制造的最长部件将被送往太空。与传统部件相比，全新部件更加坚固，且重量减轻了一半。

      RUAG Space 借助 Altair ProductDesign 重新设计并优化地球观测卫星的天线支架，并将运用工业增材制造技术（即3D 打印技术）进行生产。此番重新设计的目的在于充分利用3D 打印技术的设计自由度，制造出刚度与轻质兼具的铝制部件。

    工程师们采用了Altair HyperWorks® 求解器 OptiStruct®为对天线进行重新设计与优化，确保合理的材料载荷分布。在设计过程中，工程师们运用了solidThinking Evolve®。仅仅经过 4周时间，设计便已定型。随后，部件便进入了3D 打印制造阶段，而无需进行任何设计调整。凭借拓扑优化技术与增材制造技术的完美结合，设计团队在部件的轻质与刚度方面实现了新的飞跃，这是传统的分析制造技术所无法企及的。

    EOS 是德国工业级3D 打印领域的市场领军者，在增材制造方面积累了深厚的专业知识，此次负责铝制部件的制造工作。在航空航天行业中，“减重”占据着举足轻重的地位，因为卫星越轻，发射成本越低。此全新天线支架长约40 厘米，是迄今为止利用粉末床制造方法生产的最长金属部件。为确定新的天线支架能否在太空中使用，目前正在对其进行一系列严格的质量测试，预计测试将在年底结束。

    “我们的目标是为未来的 Sentinel-1 卫星配备由工业级3D 打印机制造的天线支架。”RUAGSpace 首席技术官Michael Pavloff 解释道。他还补充道，3D打印技术的应用绝不会止步于天线支架。“3D打印技术蕴藏着巨大的商机，目前我们正在开发其在航空航天领域的其他应用。未来，使用3D 打印机制造整个卫星结构将有望成为现实。这意味着，电气线束、反射器、加热管等现在只能单独制造的部件，在未来将能够直接整合为结构元素而作为整体进行制造。”Pavloff最后说道。

    自2003 年起，RUAGSpace 便一直致力于3D 打印技术的研发工作。要制造金属3D 打印品，首先需形成粉末层，然后采用激光烧结技术将其层层堆积在一起，最终制成所需的形状。

    “应用3D 打印技术是卫星设计史上的重要里程碑，Altair能够为此做出贡献，我们深感荣幸。通过与RUAG Space 和EOS 的精诚合作，我们能够打造出更具创新性的端对端设计和优化流程，进而将增材制造技术的优势发挥到极致。”Altair执行总监Pietro Cervellera 说道。

文/Altair