電子增材制造商N(yùn)ano Dimension宣稱其首次3D打印集成射頻電路板已經(jīng)飛向國際空間站用于空間效應(yīng)的研究。

       由Nano Dimension Dragonfly LDM系統(tǒng)打印，這塊射頻電路板將會與國際空間站之間傳送數(shù)據(jù)，將為項(xiàng)目合作伙伴提供在嚴(yán)酷的太空環(huán)境下3D打印高性能器件射頻性能的系統(tǒng)性分析。

   NanoDimension與L3Harris達(dá)成了兩年的項(xiàng)目合作，其目標(biāo)是闡述應(yīng)用新技術(shù)-像多級別及多材料電子增材技術(shù)在太空中應(yīng)用的可行性。

     “這個(gè)項(xiàng)目是一個(gè)非常重要的機(jī)會，通過DragonFly LDM系統(tǒng)的多材料多層打印技術(shù)制造一個(gè)全集成通信電路板來證明我們的增材制造技術(shù)適用于太空應(yīng)用”——Nano Dimension的首席技術(shù)管Dr. Jaim Nulman。

     “這個(gè)項(xiàng)目是一個(gè)非常重要的機(jī)會，通過DragonFly LDM系統(tǒng)的多材料多層打印技術(shù)制造一個(gè)全集成通信電路板來證明我們的增材制造技術(shù)適用于太空應(yīng)用”——Nano Dimension的首席技術(shù)管Dr. Jaim Nulman。

Nano Dimension 首次電子增材制造的射頻通信電路板已經(jīng)被發(fā)送至國際空間站

                （圖片來源于：Nano Dimension）

電子增材技術(shù)在太空中的應(yīng)用

       低軌道涉及的區(qū)域?yàn)榫嗟孛?200英里（1930Km），其為國際空間站（ISS）以及其他通信衛(wèi)星的所在地，其都在使用射頻通信系統(tǒng)。采用電子增材技術(shù)（AME）來制造輕量化、高性能電子器件，應(yīng)用這些射頻系統(tǒng)具有一些潛的優(yōu)勢，包括快速研發(fā)時(shí)間以及制造傳統(tǒng)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的更復(fù)雜外形和系統(tǒng)。

       典型地，傳統(tǒng)制造的射頻電路是一個(gè)冗長的嘗試和試錯(cuò)過程，包括涉及多個(gè)涉及迭代。像面向潛在太空應(yīng)用電子增材技術(shù)的研發(fā)是一個(gè)可以看到越來越多興趣的領(lǐng)域。

       在2017年，3D打印金屬和電子公司Optomec被授予NASA小企業(yè)研發(fā)合同用于開發(fā)其后處理的自適應(yīng)激光燒結(jié)系統(tǒng)，使電子3D打印能夠在更寬泛不同溫度敏感的基材上實(shí)現(xiàn)用于國際空間站。在其他地方，以硅谷為基礎(chǔ)的Space Foundry 已經(jīng)正在開發(fā)如何讓等離子3D打印技術(shù)應(yīng)用于太空和電子工業(yè)。

      在去年10月，瑞士的射頻器件供應(yīng)商SWISSto12發(fā)送了一大批3D打印的波導(dǎo)信號連接器到Thales Alenia Space用于歐洲衛(wèi)星通信公司的高通量衛(wèi)星工程。制造采用3D打印和電鍍方式，這些波導(dǎo)器件降低了重量和成本同時(shí)增強(qiáng)了射頻性能。

3D打印射頻電路板（圖片來源于：Nano Dimension）

制造射頻電路

       Nano Dimension和L3Harris的這個(gè)項(xiàng)目是由國際空間站美國國家實(shí)驗(yàn)室所簽發(fā)用于測試3D打印射頻電路在太空中在可靠性以評估在未來小衛(wèi)星中應(yīng)用的可能。

      “增材制造或3D打印，在開發(fā)先進(jìn)小衛(wèi)星、微型衛(wèi)星以及所有的低軌道經(jīng)濟(jì)方面正在扮演著一個(gè)重要的角色”——Dr. Arthur Paolella. “3D打印的應(yīng)用是非常寬泛的，觸及幾乎每個(gè)方面的研究、設(shè)計(jì)以及制造?！?/span>

       應(yīng)用他們在衛(wèi)星以及通信系統(tǒng)射頻電路的經(jīng)驗(yàn)，L3Harris設(shè)計(jì)了射頻電路板，由Nano Dimension打印完成，安裝在國際空間實(shí)驗(yàn)飛行器發(fā)射模塊的外部器件上。

       Nano Dimension 應(yīng)用DragonFly LDM系統(tǒng)打印了這塊射頻電路板，系統(tǒng)配置了公司的電子增材技術(shù)。這個(gè)系統(tǒng)的特征在于其具有兩個(gè)獨(dú)立的打印頭，可以同時(shí)沉積導(dǎo)電墨水用于打印電路部分以及導(dǎo)電墨水用于對周圍結(jié)構(gòu)提供機(jī)械支撐和熱阻以及電氣絕緣。

       這塊多層3D打印通信電路板，尺寸為101x83x3mm，其包含一個(gè)天線，用于安裝功能器件的電子線路和一個(gè)信號地。根據(jù)L3Harris所述，通過對比3D打印射頻天線和傳統(tǒng)制造的商業(yè)天線，打印的射頻電路展示出類似的射頻性能同時(shí)可以降低成本以及縮短面向市場的時(shí)間。

       這個(gè)器件將會進(jìn)行三個(gè)節(jié)點(diǎn)的測試，起飛前，飛行過程中以及飛行后，其將會暴露在國際空間站的低軌道環(huán)境中6個(gè)月，再帶回地球進(jìn)行評估。

      “這個(gè)項(xiàng)目的主要目標(biāo)是飛行測試，包括增材制造的集成通信電路和分析這些材料在太空環(huán)境下射頻性能”-Paolella. “通信系統(tǒng)著正在國際空間站上進(jìn)行大量的測試為這次任務(wù)進(jìn)行準(zhǔn)備。Nano Dimension對這個(gè)項(xiàng)目的貢獻(xiàn)非常重要，由于他們增材制造的能力在技術(shù)上是非常先進(jìn)，同時(shí)也是優(yōu)于現(xiàn)有的技術(shù)?！?/span>

Nano Dimension的電子增材3D打印技術(shù)是通過沉積兩種不同的墨水而實(shí)現(xiàn)

（圖片來源：Nano Dimension）