3D打印射頻電路推動人類奔向宇宙

來源：中關(guān)村在線

在人們探索宇宙空間的過程中，NASA等機構(gòu)一直在推動新材料與制造技術(shù)在地外空間應用的可能性。增材制造的電子產(chǎn)品（AME）制造商Nano Dimension宣布，其首款3D打印集成射頻（RF）電路已被送往國際空間站（ISS）進行空間效應研究。這個項目證明了在太空中使用多層和AME等新技術(shù)的可行性，從而為3D打印高性能電子設備開拓了新的研究方向。

已被送往國際空間站的AME射頻通信電路

低地球軌道（LEO）是指距離地球1200英里的區(qū)域，該區(qū)域是ISS和其他通信衛(wèi)星的所在地，所有這些衛(wèi)星均使用RF通信系統(tǒng)。使用AME技術(shù)生產(chǎn)可在這些RF系統(tǒng)中使用的輕巧，高性能的電子設備具有產(chǎn)生許多優(yōu)勢的潛力，包括快速開發(fā)時間以及創(chuàng)建傳統(tǒng)制造技術(shù)無法實現(xiàn)的復雜形狀和系統(tǒng)的能力。通常，RF電路的傳統(tǒng)生產(chǎn)是一個繁瑣的反復試驗過程，涉及多次設計迭代。這樣，針對潛在太空應用的AMEs的開發(fā)就引起了越來越多的關(guān)注。

Nano Dimension的AME 3D打印技術(shù)制造流程

ISS美國國家實驗室發(fā)布了Nano Dimension和L3Harris之間的項目，以測試3D打印RF電路在太空中的耐久性，以供將來的小型衛(wèi)星使用。

L3Harris太空和機載系統(tǒng)部門的高級科學家Arthur Paolella博士說：“增材制造或3D打印在促進小型和納米衛(wèi)星的開發(fā)和應用以及整個LEO經(jīng)濟方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。” “ 3D打印的應用廣泛，涉及研究，設計和制造的幾乎每個方面。”

L3Harris利用其在衛(wèi)星和通信系統(tǒng)的RF電路開發(fā)中的經(jīng)驗，設計了RF電路板，并由Nano Dimension打印后，將該組件安裝到MISSE飛行設施發(fā)射模塊軌道實驗室的外部。

Nano Dimension 3D使用配備了該公司專有AME技術(shù)的DragonFly LDM系統(tǒng)打印了RF板。該系統(tǒng)具有兩個獨立的打印頭，可同時沉積導電銀納米墨水（用于印刷電路的大部分連接）和電介質(zhì)光敏聚合物墨水，該墨水為周圍結(jié)構(gòu)提供機械支撐，耐熱性和電絕緣。

所述多層3D打印通信設備，它是101×38×3毫米大小，是由天線的，用于安裝的功能部件的電子跡線和信號接地平面。根據(jù)L3Harris的說法，與傳統(tǒng)制造的同類產(chǎn)品相比，3D打印RF電路顯示出相似的傳輸性能，同時降低了成本并縮短了上市時間。

該設備將在飛行前，飛行中和飛行后三個程序點進行測試，并將在國際空間站的LEO環(huán)境中暴露六個月，然后再帶回地球進行評估。

“該項目的主要目標是進行一個由增材制造制造的集成通信電路組成的實驗，并在太空環(huán)境中分析這些材料的RF特性，” Paolella補充說?！艾F(xiàn)在，國際空間站上的通信系統(tǒng)經(jīng)過了廣泛的測試，以便為任務做好準備。Nano Dimension對這個項目的貢獻極為重要，因為它們的增材制造能力是技術(shù)先進的，并且優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)?！?br />