3D打印衛(wèi)星天線 工程塑料開啟太空之旅

Stratasys的子公司RedEye與美國航空航天局（NASA）的噴氣推進實驗室（JPL）合作，3D打印了衛(wèi)星天線模組的30套支架，用于幫助氣象衛(wèi)星群FORMOSAT-7/COSMIC-2觀察地球大氣電離層、氣候、氣象狀況的太空任務。

在FORMOSAT-7/COSMIC-2任務中，將由2016年發(fā)射的6顆氣象衛(wèi)星和2018年的另外6顆攜帶天線模組在太空進行觀測。它們將捕獲地球大氣層和電離層的數(shù)據(jù)，來幫助改善天氣預報數(shù)據(jù)模型，以及推進地面的氣象研究。那么在過去，天線的支架是用NASA認證的特殊合成材料，以傳統(tǒng)機械加工的方式制造的，存在重大的缺點—耗時長、成本高。

NASA的JPL實驗室為了降低成本，并且讓制造時間在衛(wèi)星發(fā)射時間之內(nèi)，尋求與RedEye的合作，采用3D打印技術(shù)。這首先面臨兩個問題—復雜的支撐結(jié)構(gòu)和適應外太空環(huán)境的3D打印材料。

RedEye總經(jīng)理、副總裁Jim Bartel說：“把FDM技術(shù)使用在太空領域，是前所未有的，將給制造業(yè)帶來一次革命。如果在外太空的嚴酷環(huán)境下，F(xiàn)DM技術(shù)可以應用，那么這樣看來在地球上的應用將無所不能”。

RedEye采用了ULTEM 9085熱熔型工程塑料，它有著與鋁合金相似的強度，但是重量更輕。這種材料盡管已經(jīng)通過美國航空管理局（FAA）的認證，但是卻從未在外太空環(huán)境應用過甚至測試過。首先它要通過一系列測試，包括紫外線輻射、原子氧、脫氧測試、熱性能測試、標準火箭發(fā)射振動、聲場載荷的測試，等等。

最終ULTEM 9085熱熔型工程塑料通過了所有測試項。此外，NASA的一種保護涂層涂在ULTEM 9085材料表層用于對抗太空的紫外線和原子氧。在2012年3月到2013年4月間，RedEye 3D打印了30個完整的天線模組進行組裝和測試，并終于在2014年交付NASA噴氣推進實驗室進行最終測試和安裝。