Thales Alenia 宇航公司3D打印制造韩国通讯卫星用大型支撑结构件

  [据3ders网站7月12日报道]近期,法国Thales Alenia宇航公司对外宣布,该公司与3D打印服务公司Poly-Shape合作,通过3D打印制造韩国新型通信卫星Koreasat-5A和Koreasat-7用大型支撑结构件。该部件将作为基本的地面通信天线支撑,同时安装在这两款通信卫星上。
  该种3D打印制造的天线支撑结构由AISi7Mg合金制造,采用了粉末床熔融金属3D打印技术,用高功率激光熔化金属粉末制成3D形状,但重量仅有1.13千克,与通常用于通信天线上标准的铝合金支撑结构相比,该支撑结构重量更轻,其尺寸达447x204.5x391mm³,被认为是欧洲迄今为止使用3D打印制造的大卫星部件。该天线支架采用了创新的生物设计,并通过了所有振动验收实验,这一测试主要用来检验3D打印金属零件的可重复性动态行为。该试验所确定的剪切强度和部件坚固性对于证明金属3D打印的可靠性和可依赖性至关重要,尤其是在太空极端环境的应用中。
  在3D打印制造卫星支撑结构过程中,通过CT扫描,就可显示出打印部件在几何结构上的一些微小偏差或细小裂纹,可通过重新加工,使之达到佳状态。随后的测试也表明,3D打印技术可达到优的拉伸、剪切强度和低孔隙率(<1%)。除此之外,与传统的制造技术相比,这两个3D打印制造的卫星天线支撑结构还显现出包括重量减轻22%、成本节约30%、生产周期缩短约1~2个月、零部件性能更优等一系列优越之处。
  在这一制造项目中,高度复杂的大型部件是一大难题。终,该两家公司选用了基于CAE-CAD的方案来设计一个具有功能性的仿生学几何结构部件。Thales Alenia宇航公司在这一过程中进行了几个部分的设计改动:在卫星周围区域进行微调保证大的匹配精度,进一步保证其在轨道顺利运行。拓扑优化经历了2~3个阶段,然后,CAD数据需要在机械分析和模拟前进行重新设计和整理。优化设计充分考虑了Poly-Shape的操作环境,比如改变部件的体积、支撑结构等。
  负责此次卫星部件制造的3D打印服务商Poly-Shape一共拥有28台3D打印的金属设备,为了能够制造出如此巨大的3D打印金属部件,Poly-Shape公司终选择了Concept Laser X line 1000R 3D打印机,该打印机尺寸为630 x 400 x 500 mm,具有一个封闭的系统,通过ATEX指令可实现粉末管理功能,通过采用该打印机,6天就完成了该卫星部件的制造。
  通过采用3D打印技术,不仅可以降低天线支撑结构的重量和成本,还使所需零部件数量从9个缩减到1个,这就有助于消除装配过程的成本和时间。据了解,Koreasat-5A和Koreasat-7预计将于明年送上轨道。届时,这个由欧洲生产的大3D打印制造的卫星部件也将翱翔天际。
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