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欧洲航天局尝试用3D打印重新设计航天器

发布日期:2015-02-10 14:46   来源:天工社   编辑:小印子 15422
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近日,为了利用3D打印对现有航天器的性能质量进行优化,欧洲航天局(ESA)的工程师与荷兰研究机构TNO携手,对预计将于2016搭载Sentinel-5P任务发射的大气光谱检测设备——对流层监测仪(Tropomi),其中的关键部件——镜子进行基于3D打印技术的重新设计。


使用3D打印对Tropomi镜子进行重新设计(图片提供:ESA)

这部荷兰开发的Tropomi主要用来通过对已经通过地球大气层的光进行筛选,找出某些特定微量气体的光谱指纹。要做到这一点,Tropomi需要用一对弯曲的镜子构建成一个“光学腔”,聚焦入射光并导致其在仪器中分裂子,从而形成一系列的光分裂光栅。


Sentinel-5P卫星(图片TNO)

“这对于增材制造(AM,即3D打印)而言是一个很大的挑战,因为在增材制造时不能失去镜子的精密光学质量。” 欧洲航天局的材料技术科AM协调人 Laurent Pambaguian解释说。

原来的镜子在设计中是使用一块质量为284.6克的铝制造而成,然后在表面覆上镍磷涂层。 工程师们决定使用选择性激光熔融技术(3D打印技术的一种),用钛金属将其打印出来。由此打印出的零部件呈流线型,不用进行大规模的加工。3D打印的镜子重量只有127.7克,使用相同的涂层。


重新制作的Tropomi镜子(图片ESA)

虽然欧洲航天局在太空任务中仍将使用原来的镜子设计,但这项试验表明了3D打印技术将会给未来的太空设备和太空整体任务设计带来很大的节约空间。


增材制造的发射有效载荷的连接器 (图像ESA空中客车公司D&S)

近日欧洲航天局还对将增材制造技术应用到卫星的设计制造中对其质量、成本、生产周期,以及环境的影响进行了研究。这项研究揭示了增材制造技术的成熟度和尚需面对的局限性。


3D打印的机械(图片:泰雷兹·阿莱尼亚宇航公司)

“最大的挑战是必需从头开发这种材料的质量检验和验证技术。”欧洲航天局材料技术科负责人Tommaso Ghidin解释说。

“质量标准需要落实到位,以保证增材制造的零部件特性能够像减材制造的那样同样量化。”


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金属3D打印粉 2016-12-15 16:27
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