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欧洲最大的3D打印卫星部件通过质量验证

童程童美 2016-09-22

日前,意大利泰雷兹阿莱尼亚宇航公司(Thales Alenia Space)与3D打印服务公司Poly-Shape合作,使用金属3D打印技术为韩国通信卫星Koreasat 5A和 Koreasat-7制造出了天线支架。

摘要

日前,意大利泰雷兹阿莱尼亚宇航公司(Thales Alenia Space)与3D打印服务公司Poly-Shape合作,使用金属3D打印技术为韩国通信卫星Koreasat 5A和 Koreasat-7制造出了天线支架。

欧洲最大的3D打印卫星部件通过质量验证

据了解,这两颗卫星的天线支架也是迄今为止在欧洲使用基于粉末床的激光熔融金属3D打印技术打造的尺寸最大的卫星部件。该支架的尺寸为450×205×390毫米,但重量仅为1.13公斤,这两家公司称之为“巨大的轻量级部件”。

据悉,这些增材制造的3D部件将被用于基本的天线支撑,以帮助实现卫星与地面基地的通信。而且这两颗卫星上安装的3D打印部件是相同的。对于泰雷兹阿莱尼亚宇航公司来说,相对较大的尺寸是一个真正的挑战。但是它们最终被Poly-Shape制造出来了,这家公司主要为航空航天领域的客户提供服务。

欧洲最大的3D打印卫星部件通过质量验证

泰雷兹阿莱尼亚宇航公司的增材制造负责人Florence Montredon说:“将1公斤的材料送入太空轨道的典型成本大约是2万欧元,所以我们每克都要精打细算,而这两颗新卫星的起始重量是3500公斤左右。”

增材制造在轻量化设计方面的巨大潜力就成了帮助用户摆脱传统的材料加工方法的一个关键因素。对于这些增材制造部件泰雷兹公司指定使用AISi7Mg合金,因为在太空中的应用往往要求高强度、高硬度和很好的耐腐蚀性。对于这些3D打印部件的检验结果发现,其低孔隙率低于1%,而拉伸试验和抗剪强度测试也获得了可喜的成果,开发人员说。最终,这些部件成功地通过了泰雷兹公司进行的动态测试。

Montredon补充说:“效果是显著的:与传统制造的结构相比,仿生的增材制造结构重量节省了22%,制造成本减少了30%,而且完工日期也大大提前了。”据称,30%的成本下降要归因于各种因素:装配方面的花费减少、经过重新设计,原有的九个不同部件被一个仿生的增材制造部件所取代等。

据介绍,Poly-Shape拥有28台金属3D打印设备,这些设备的打印尺寸各不相同。该公司使用铝材料的最大3D打印能力来自于Concept Laser公司的X line 1000R 3D打印机,这款设备的构建尺寸达630×400×500毫米,并有一个封闭的系统可根据ATEX指令进行可靠的粉末和过程管理。1000R里面还有一个旋转机构的设计,可以实现两个构建模块的相互轮换,从而可以保证不停机地持续生产。

除此之外,该项目还在设计的时候针对增材制造的一些要求进行了优化。这涉及到目标部件在构建空间里的方向以及必要的支撑结构等。

Montredon补充道:“很明显,我们已确定增材制造在未来的项目中将有良好的应用前景。今后,我们还要将热控技术或雷达功能直接集成到3D结构的表面或内部。所以功能集成将是我们的下一个目标。”

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