3Dプリントされた無線周波数回路が人類を宇宙へ送り出す

出典：中関村オンライン

人類による宇宙探査の過程で、NASAやその他の組織は、宇宙空間に新しい材料や製造技術を適用する可能性を推進してきました。積層造形エレクトロニクス（AME）メーカーのNano Dimensionは、同社初の3Dプリント統合無線周波数（RF）回路を宇宙効果の研究のために国際宇宙ステーション（ISS）に送ったと発表した。このプロジェクトは、宇宙で多層膜やAMEなどの新技術を使用する実現可能性を実証し、高性能電子デバイスの3Dプリントに向けた新たな研究の方向性を切り開きます。

AME 無線周波数通信回路は国際宇宙ステーションに送信されました。低軌道 (LEO) とは、地球から 1,200 マイル上空の領域を指し、ISS やその他の通信衛星が存在し、それらはすべて RF 通信システムを使用しています。 AME 技術を使用して、これらの RF システムで使用する軽量で高性能な電子デバイスを製造すると、開発時間の短縮や、従来の製造技術では不可能な複雑な形状やシステムの作成が可能になるなど、多くの利点が得られる可能性があります。通常、RF 回路の従来の製造は、複数の設計反復を伴う面倒な試行錯誤のプロセスです。そのため、潜在的な宇宙用途に向けた AME の開発はますます注目を集めています。

Nano DimensionのAME 3Dプリント技術の製造プロセス
ISS米国国立研究所は、将来の小型衛星に使用するために宇宙で3DプリントされたRF回路の耐久性をテストするNano DimensionとL3Harrisによるプロジェクトを発表した。

「付加製造、つまり 3D プリンティングは、小型衛星やナノ衛星の開発と利用、そして LEO 経済全体の発展に重要な役割を果たします」と、L3Harris の宇宙および航空機システム部門の上級科学者であるアーサー・パオレラ博士は述べています。「3D プリンティングの用途は幅広く、研究、設計、製造のほぼすべての側面に関係しています。」

L3Harris は、衛星および通信システム向け RF 回路開発の経験を活かして RF 回路基板を設計しました。この基板は Nano Dimension によって印刷され、MISSE 飛行施設の打ち上げモジュールである軌道上の実験室の外部に取り付けられました。

Nano Dimension は、同社独自の AME テクノロジーを搭載した DragonFly LDM システムを使用して RF ボードを 3D プリントしました。このシステムには、プリント回路の接続の大部分を構成する導電性銀ナノインクと、周囲の構造に機械的サポート、耐熱性、および電気絶縁性を提供する誘電フォトポリマーインクを同時に堆積する 2 つの独立したプリントヘッドが搭載されています。

101 x 38 x 3 mm サイズの多層 3D プリント通信デバイスは、アンテナ、機能コンポーネントをマウントするための電子トレース、および信号グランドプレーンで構成されています。 L3Harris によれば、3D プリントされた RF 回路は、従来製造された回路と同等の伝送性能を示しながら、コストと市場投入までの時間を削減します。

機器は飛行前、飛行中、飛行後の3つの手順でテストされ、評価のために地球に持ち帰られる前に、国際宇宙ステーションのLEO環境に6か月間さらされる。

「このプロジェクトの主な目的は、積層造形法で製造された統合通信回路からなる実験を実施し、宇宙環境におけるこれらの材料のRF特性を分析することです」とパオレラ氏は付け加えた。「現在、国際宇宙ステーションの通信システムは、ミッションに備えるために広範囲にわたるテストを受けています。ナノディメンションの付加製造能力は技術的に先進的で、既存の技術よりも優れているため、このプロジェクトへの同社の貢献は極めて重要です。」

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