電子增材制造商Nano 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達成了兩年的項目合作，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。

     “這個項目是一個非常重要的機會，通過DragonFly LDM系統(tǒng)的多材料多層打印技術(shù)制造一個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。

     “這個項目是一個非常重要的機會，通過DragonFly LDM系統(tǒng)的多材料多層打印技術(shù)制造一個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)域為距地面1200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)時間以及制造傳統(tǒng)技術(shù)難以實現(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冗長的嘗試和試錯過程，包括涉及多個涉及迭代。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增強了射頻性能。

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的這個項目是由國際空間站美國國家實驗室所簽發(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)先進小衛(wèi)星、微型衛(wèi)星以及所有的低軌道經(jīng)濟方面正在扮演著一個重要的角色”——Dr. Arthur Paolella. “3D打印的應(yīng)用是非常寬泛的，觸及幾乎每個方面的研究、設(shè)計以及制造?！?/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，L3Harris設(shè)計了射頻電路板，由Nano Dimension打印完成，安裝在國際空間實驗飛行器發(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)。這個系統(tǒng)的特征在于其具有兩個獨立的打印頭，可以同時沉積導(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，其包含一個天線，用于安裝功能器件的電子線路和一個信號地。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可以降低成本以及縮短面向市場的時間。

       這個器件將會進行三個節(jié)點的測試，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個月，再帶回地球進行評估。

      “這個項目的主要目標(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行大量的測試為這次任務(wù)進行準(zhǔn)備。Nano Dimension對這個項目的貢獻非常重要，由于他們增材制造的能力在技術(shù)上是非常先進，同時也是優(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現(xiàn)

（圖片來源：Nano Dimension）