3Dプリントされたアルミ合金衛星アンテナが欧州宇宙機関の飛行承認を取得

3Dプリントされたアルミ合金衛星アンテナが欧州宇宙機関の飛行承認を取得
出典: 3Dサイエンスバレー

欧州宇宙機関(ESA)は公式サイトで、2020年にPROBA-3衛星を打ち上げる計画を明らかにした。直径1メートル級の小型衛星2基を使い、世界初の精密編隊飛行ミッションを遂行し、数時間続く人工日食を作り出してコロナ研究を行う予定だ。 PROBA-3衛星はPROBAシリーズの衛星の一つであり、精密編隊飛行技術の検証を主な任務としています。

PROBA-3 衛星のアンテナ システムには、3D プリントされたアルミニウム合金スパイラル アンテナが含まれており、これは最近契約製造業者によって納品され、ESA PROBA-3 衛星ミッションの飛行認証に合格しました。



PROBA-3 衛星の契約製造業者である SENER Aeroespacial と CATEC は、ESA の PROBA-3 衛星のテレメトリ アンテナとリモート コントロール アンテナの納入を完了しました。アンテナには、金属 3D 印刷技術を使用して SENER が製造したアルミニウム合金のヘリカル アンテナが含まれています。 SENER はすでに、BepiColombo、Solar Orbiter、Euclid、Juice などの主要な ESA 科学ミッション向けに、さまざまな高利得および中利得のアンテナ指向システムを提供しています。これらのシステムの開発の一環として、SENER は主要な通信コンポーネント、特にアンテナと内部に統合された回転ジョイントを設計、検証、統合します。
CATEC はエアバスと協力し、通信衛星の太陽電池パネル用のチタン合金サポートを開発し、航空宇宙産業に数百のアクセサリ、ブラケット、フェアリング、その他のアプリケーションを供給してきました。 SENER と CATEC は、PROBA-3 アンテナ システムの 3D プリント アルミニウム合金ヘリカル アンテナを共同で開発しました。このアンテナは厳格な検証および認定テストを経て、ESA PROBA-3 衛星ミッションの飛行承認を取得しました。
SENERによれば、3Dプリントされたアルミニウム合金のヘリカルアンテナは、無線周波数と熱機械特性を維持しながら機能性を実現します。付加製造による衛星アンテナ部品の製造 - 3D プリント技術は、世界中の主要な宇宙大国の注目を集めています。軌道上での典型的な用途には、3D プリントされたアンテナ ブラケットがあります。
ESAの製造業者の1つであるThales Alenia Spaceは、粉末床選択的レーザー溶融3D印刷技術を通信衛星部品の大量生産に導入しました。この点におけるThales Alenia Spaceの新たな開発は、全電動のSpacebus Neoプラットフォーム通信衛星の部品生産です。Spacebus Neoには、3D印刷されたアルミニウム反応ホイールブラケット4個と、アルミニウム合金ブラケット4個とチタン合金ブラケット12個を含むアンテナ展開および指向機構(ADPM)ブラケット16個が装備されます。
市場調査によると、わが国の科学研究機関と航空宇宙製造企業は、アルミニウム合金衛星アンテナの積層造形の分野で関連する応用研究成果を達成している。例えば、清華大学は、アンテナの尾根と底部のグリッド設計、アンテナ共振空洞の底部の開口部設計、内側の尾根の底部のサポート設計、アンテナの外側の尾根の設計、レーザー成形と再溶解のプロセスパラメータの設計など、低軌道測位ペイロード用のアルミニウム合金ホーンアンテナの積層造形法の研究を行った。アルミニウム合金の印刷が難しいという問題は、カスタマイズされた3D印刷プロセスを通じて克服されました。付加製造技術と設計手法によりアンテナの重量が 2/3 削減され、衛星アプリケーションにとって大きな意義を持ちます。
軌道に乗せられたアンテナ ブラケットであれ、アルミニウム合金製の 3D プリント アンテナであれ、これらの衛星コンポーネントへの 3D プリント技術の応用は、衛星コンポーネントの軽量化や複雑な構造の製造における利点と密接に関係しています。 3Dプリント技術の応用により、衛星の軽量化が全面的に実現しました。 3Dプリンティング技術による衛星軽量化の実現方法としては、従来の技術では実現できない複雑な格子状の軽量構造の製造や、機能的に統合された構造の製造などが挙げられます。
ラティス軽量衛星構造物の製造分野では、我が国は世界の最先端を走っています。 2019年8月17日に軌道投入に成功した「前成1号」衛星の主要構造は、現時点で世界初の3Dプリント格子材料をベースにした衛星全体の構造である。前成1号小型衛星の構造は、第五航空科学技術院総部機械システム部が開発し、衛星全体の積層造形は西安ポリライト積層技術有限公司に委託された。
千成1号の衛星全体の構造は、積層造形用の軽量3次元格子構造設計法を用いて設計され、衛星全体の構造はアルミニウム合金の積層造形技術を用いて一体化・製造されている。従来の超小型衛星構造の重量は約20%を占め、衛星全体の周波数は一般的に70Hz前後です。千成1号超小型衛星の全体構造の重量は15%未満に削減され、衛星全体の周波数は110Hzに増加し、構造部品の数は5個に削減され、設計準備サイクルは1か月に短縮されました。衛星構造全体の外形サイズは500mm×500mm×500mmを超え、現在積層造形法で製造された一体型衛星構造としては最大規模となる。

衛星、アンテナ、航空宇宙、アルミニウム合金、アンテナブラケット

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