3Dプリントアンテナがフリートスペースの衛星群計画を実現

この投稿は warrior bear によって 2022-7-22 21:41 に最後に編集されました。

3D プリンティングは宇宙分野、特にロケットエンジンや衛星部品の製造でますます利用されるようになっています。同時に、この技術は地上と宇宙の両方で使用できるアンテナの構築にも応用され始めています。 3D Systems (NYSE: DDD) は、この有望な市場セグメントの多くの可能性を実証し、オーストラリアの Fleet Space Technologies と提携して、同社の Alpha 衛星群用の無線周波数 (RF) パッチアンテナを 3D プリントすると発表しました。
△ 3D Systems のアプリケーションイノベーショングループが、Fleet Space Technologies の Alpha 衛星向けに LaserForm AlSi10Mg および A6061-RAM2 材料を使用して印刷した無線周波数 (RF) パッチアンテナ。画像提供: 3D Systems この目的のために、Fleet Space は、3D プリント半導体装置やターボ機械などの革新的なプロジェクトに携わっている 3D Systems のアプリケーションイノベーショングループ (AIG) と協力しました。 AIG チームは Fleet Space の協力を得て、DMP Flex 350 金属 3D プリンターでのプロセス開発とコネクタ製造を含む、RF パッチ設計のための完全な付加製造 (AM) ソリューションを開発することができました。その結果、Fleet Space はわずか 3 週間で RF アンテナの少量生産を実現することができました。

わずか3週間で3Dプリントされた衛星アンテナ
Fleet Space 社は、後処理の必要性を抑えながら、同社の Alpha 衛星のサイズ、重量、性能要件を満たすように設計されたパッチアンテナの製造には、積層造形が極めて重要であることを認識していました。この設計の主な成果は、衛星通信用の宇宙船容量の 1 キログラムあたりのスループットを 10 倍にすることです。
AIG チームは、LaserForm AlSi10Mg と Al6061-RAM2 という 2 つの異なる材料を使用してアンテナを 3D プリントする印刷プロセスを開発しました。3D Systems によると、DMP Flex 350 の独自の真空チャンバーがこのプロジェクトにとって非常に重要でした。これは、低酸素環境 (<25ppm) により、信号損失を最小限に抑えるために必要な、優れた表面仕上げと微細な特徴の詳細が実現されるためです。さらなる利点は、アルゴン消費量の削減です。 3DXpert ソフトウェアは 3D モデルから印刷部品に効率的に移行できるため、パートナーは DMP Flex 350 システムで一度に 55 個の RF パッチアンテナを 3D 印刷することができました。

社内金属3Dプリント<br /> 社内生産を行うために、Fleet Space はアデレードのビバリーにある本社で使用するために独自の DMP Flex 350 を購入しました。そこで、オーストラリアの企業はレーザー粉末床溶融結合（PBF）システムを使用して、現在開発中の140機のアルファ衛星群用の無線周波数パッチアンテナを3Dプリントする予定です。同社は、自社の衛星群が提供する周囲ノイズトモグラフィーを使用することで、生態系の混乱を最小限に抑えながら天然資源の位置を特定できるとしている。
「FleetSpace Technologies とのコラボレーションは、3D Systems が航空宇宙業界のお客様のイノベーションを加速し、積層造形アプリケーション開発のリスクを軽減するお手伝いをしていることを示すもう 1 つの例です」と、3D Systems の航空宇宙および防衛担当副社長である Michael Shepard 博士は述べています。「当社はお客様と協力し、お客様のニーズを満たす適切なハードウェア、材料、ソフトウェア、サービスを備えたアプリケーションソリューションを提供することでこれを実現しています。今回のケースでは、FleetSpace Technologies が衛星ハードウェアに非常に短い期間で適切な製造プロセスを導入できるようお手伝いすることができました。」
フリートスペーステクノロジーズの創設者兼 CEO である Flavia Tata Nardini 氏は、次のように述べています。「フリートの Alpha コンステレーションは、真のグローバルコネクティビティの可能性を解き放ち、重要な鉱物の探索をより持続可能かつ実行可能にするなど、さまざまな用途で世界的なメリットを生み出すという当社の使命における大きな飛躍を表しています。この目標を達成するために、当社は、当社の技術を優れた品質で大規模かつ経済的に実行可能な方法で製造するためのより多くの方法を常に模索しています。3D Systems の AIG と協力して、南オーストラリア州アデレードにある世界クラスの施設で、積層造形の並外れた可能性を解き放ちます。このテクノロジーにより、当社の従業員は、アルファコンステレーションで 140 基を超える低軌道衛星を打ち上げるというフリートの野望を実現する生産プロセスを作成できるようになります。」

産業用 IoT の推進<br /> 140基の衛星群向けに一度に55本のアンテナを製造することは、これまで単発の部品や試作品の製造に限られていると考えられていた技術にとって、大きな進歩です。非付加製造技術では製造コストが高すぎ、部品の形状が複雑なこれらのニッチな用途において、付加製造が初めて生産に導入されつつあります。 Arcam は、部品を積み重ねる技術を股関節インプラントの大量生産に応用することができ、現在では同様の戦略がさらに多くの分野に適用されつつあります。
Fleet Space Technologies は、Alpha 衛星群の 140 基を超える衛星用の RF パッチアンテナを製造するために、DMP Flex 350 プリンターを導入しています。画像提供：3D Systems。
特に民間の宇宙産業は利益が大きいことが証明されている。 SmarTech Analysis の「商業空間における 3D プリンティング: 民間宇宙産業向け付加製造エコシステム」レポートによると、民間空間向けの 3D プリント部品の総額は 2026 年に 21 億ドル、2031 年までに 54 億ドルに達すると予想されています。

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