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纳米尺寸和L3HARRIS向ISS发送3D印刷射频电路

添加性制造的电子产品(AME)制造商纳米尺寸已经宣布其第一个3D打印的集成射频(RF)电路已飞向国际空间站(ISS)用于太空效应研究。

印刷在纳米尺寸的蜻蜓LDM系统,RF电路将向ISS传输数据,从而为项目合作伙伴提供了对严格和需求中3D打印高性能电子设备(HI-PED)的RF属性的系统分析。

纳米维度与通信技术公司合作L3HARRIS在为期两年的项目中,该项目最终旨在证明使用新技术(例如多层次和多物质AMES)用于空间的生存能力。

“This project has been a significant opportunity to qualify our additive manufacturing technology for space applications by fabricating a fully integrated communications board enabled by the multi-material and multi-layer technology of our DragonFly LDM system,” said Dr. Jaim Nulman, Nano Dimension’s Chief Technology Officer.

“与L3HARRIS的合作提高了我们系统对TR-9级别的技术准备,这是最高的技术准备水平,表明在LEO环境中进行数量部署的能力。”

Nano Dimension的第一个AME RF通信电路已发送到ISS。通过纳米尺寸的照片。
Nano Dimension的第一个AME RF通信电路已发送到ISS。通过纳米尺寸的照片。

空间应用的AME

低地球轨道(LEO)是指在地球上方1,200英里处的区域和其他通信卫星所在地,所有这些区域都利用RF通信系统。使用AME技术生产轻巧,高性能的电子设备在这些RF系统中使用,有可能产生多个优势,包括快速开发时间以及通过传统制造技术无法实现的复杂形状和系统的能力。

通常,RF电路的传统生产是涉及多个设计迭代的繁琐的反复试验过程。因此,为潜在空间应用的AME开发是一个令人兴奋的领域。

2017年,3D印刷金属和电子公司Optomec被授予NASA小型企业创新研究(SBIR)合同,以开发其后处理适应激光烧结系统(ALSS)和启用电子3D打印在更广泛的温度敏感底物上用于ISS。在其他地方,硅谷的初创公司太空铸造厂一直在探索它如何等离子体3D打印技术可以应用于空间和电子行业。

去年10月,瑞士RF组件供应商Swissto12交付了一大批3D打印波导信号互连Thales Alenia空间用于在Eutelsat Konnect中使用非常高的吞吐量卫星(VHTS)程序。波导组件使用3D打印和电镀板制造,可以节省重量和成本,并增强RF性能。

3D打印的RF电路板。通过纳米尺寸的照片。
3D打印的RF电路板。通过纳米尺寸的照片。

制造RF电路

ISS美国国家实验室发布了Nano Dimension和L3Harris之间的项目,以测试3D印刷RF电路的耐用性,以便将来的小型卫星潜在使用。

L3HARRIS太空和机载系统领域的高级科学家Arthur Paolella博士说:“添加剂制造或3D打印在推进小型和纳米卫星的开发和应用以及整体LEO经济方面发挥着关键作用。”“ 3D打印的应用是广泛的,几乎触及了研究,设计和制造的各个方面。”

L3Harris利用其在卫星和通信系统的RF电路开发方面的经验,设计了RF电路板,一旦由Nano Dimension印刷,将组件安装到Misse飞行设施发射模块的轨道外部实验室的外部。

纳米尺寸3D使用其RF板打印蜻蜓LDM系统配备了公司专有的AME技术。该系统具有两个单独的打印头,同时将导电银纳米互联沉积给印刷电路连接的大部分,以及一个介电光聚合物墨水,可为周围结构提供机械支撑,热电阻和电气绝缘。

多层3D打印通信设备(即101 x 38 x 3 mm的大小)由天线,用于安装功能组件的电子迹线和信号接地平面组成。根据L3Harris的说法,与常规制造的同行相比,3D打印的RF电路显示出相似的传输性能提供降低的成本和更快的市场时间

该设备将在三个程序点进行测试 - 飞行前,机上和飞行后 - 并将在ISS上的LEO环境中持续六个月,然后被带回地球进行评估。

Paolella补充说:“该项目的主要目的是飞行一个实验,该实验由添加剂制造制造的集成通信电路组成,并在太空环境中分析这些材料的RF性能。”“现在,国际空间站的通信系统进行了广泛的测试,以准备任务。Nano Dimension对该项目的贡献非常重要,因为它们的添加性生产能力在技术上是先进的,并且优于现有技术。”

Nano Dimension的AME 3D打印技术通过沉积两种不同类型的墨水来起作用。通过纳米尺寸图像。
Nano Dimension的AME 3D打印技术通过沉积两种不同类型的墨水来起作用。通过纳米尺寸图像。

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特色图片显示Nano Dimension的第一个AME RF通信电路已发送到ISS。通过纳米尺寸的照片。