三種增材制造支架能夠抵擋跨度達(dá)330℃的溫度，滿足諸如通信衛(wèi)星等執(zhí)行長(zhǎng)久太空任務(wù)的交通工具的指標(biāo)要求。（來源：空中客車防務(wù)及航天公司）
衛(wèi)星這個(gè)詞( 主或從) 的原始含義，在傳遞這些技術(shù)設(shè)備有多么復(fù)雜，在我們的日常生活中起什么作用方面收效甚微。衛(wèi)星設(shè)備的任務(wù)范圍涵蓋了天氣預(yù)報(bào)，信息傳遞，以及導(dǎo)航數(shù)據(jù)的生成。
空中客車防務(wù)及航天公司的西班牙子公司是一家世界上衛(wèi)星和空間傳輸技術(shù)的領(lǐng)先供應(yīng)商之一。
這家子公司的主要業(yè)務(wù)是為國(guó)際空間站(ISS) 供應(yīng)從衛(wèi)星系統(tǒng)到部件的一系列產(chǎn)品，其已在馬德里總部建立了復(fù)合材料技術(shù)中心，研究在航空航天中起到重要作用的新型材料和生產(chǎn)方法。由于涉及到的溫度差異巨大，還有外力影響，這些都對(duì)太空中的部件提出了極其高的要求。為了在元件制造過程中達(dá)到最佳效果，空中客車防務(wù)及航天公司要借助EOS 公司用于高性能金屬和復(fù)合材料的增材制造(AM) 技術(shù)。
支架方面的挑戰(zhàn)
目前這代衛(wèi)星依賴于安裝在上端，充當(dāng)衛(wèi)星主體和反射器、接駁設(shè)施之間連接紐帶的金屬支架。空中客車防務(wù)及航天公司的工程師在生產(chǎn)制造時(shí)，面臨著兩個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)：
◆連接主體和部件之間的支架必須非常安全地固定；
◆支架必須能減少空間中的極端溫度波動(dòng)。
支架提供了一層重要的絕緣層：溫度范圍可從-180℃ 到150℃ (-292。F 到302。F)，所以材料上的應(yīng)力非常高。
鈦金屬是極少數(shù)能滿足這種需求的材料。除了其重量和導(dǎo)熱性優(yōu)勢(shì)外，它的密度也可以讓人接受。畢竟，攜帶進(jìn)入太空中的物質(zhì)每千克重量就會(huì)花費(fèi)數(shù)千美元；確切的數(shù)字取決于諸如輸送系統(tǒng)和到達(dá)的軌道等因素。然而，六位數(shù)或更高的數(shù)字是非常普遍的。
傳統(tǒng)方法制造的支架，尤其是和衛(wèi)星碳部件之間的連接，這些位置承受了更高的熱應(yīng)力，并沒有達(dá)到空中客車防務(wù)及航天公司的期望。此外，衛(wèi)星上的安裝非常耗時(shí)，因此必須削減成本。所以，工程師們開始尋找替代品，對(duì)未來部件的設(shè)計(jì)優(yōu)化也給予了更多的關(guān)注。
增材制造解決方案
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)選擇了EOS 的金屬部件增材制造技術(shù)，允許使用鈦金屬，這使得設(shè)計(jì)的支架能夠容易扭動(dòng)。
就像空中客車防務(wù)及航天公司負(fù)責(zé)天線方面的Otilia Castro Matías 解釋的那樣：“我們尋找的解決方案有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)。一方面，我們能夠優(yōu)化生產(chǎn)本身。此外， 我們還改進(jìn)了設(shè)計(jì)，因此整個(gè)工件可以一步就生產(chǎn)出來：由一個(gè)單獨(dú)的模塊雕刻而成，可以這么說，即使只從技術(shù)角度而言，增材制造和傳統(tǒng)減材技術(shù)是完全相反的。”
設(shè)計(jì)完成后，工程師把3D 結(jié)構(gòu)圖從CAD 軟件中加載到生產(chǎn)的機(jī)器EOSINT M 280，然后開始制造流程：激光束一層接一層地精確融化放置的金屬粉末，然后硬化，當(dāng)精確制造的工件完成之后，除了可重復(fù)利用的原料粉末之外，不會(huì)有多余的物質(zhì)殘留。
成果顯著
新設(shè)備滿足了專家所想到的所有預(yù)期，而且最重要的是，改進(jìn)后的整個(gè)結(jié)構(gòu)的耐熱性，可輕松承受20kN 力量下跨度達(dá)330℃ (594。F) 的考驗(yàn)。這位西班牙的航空航天專家在組裝進(jìn)給單元和子反射器單元的過程中，減少了支架的生產(chǎn)時(shí)間5 天。一個(gè)衛(wèi)星需要的3 個(gè)支架，現(xiàn)在可在不到一個(gè)月的時(shí)間里生產(chǎn)完畢。
Castro Matías 補(bǔ)充說：“這些改進(jìn)極大減少了質(zhì)量測(cè)試中的熱致失效。太空活動(dòng)的成本相對(duì)很高，所以保護(hù)硬件免受可能的失效至關(guān)重要。增材制造方法，在不需要其他地方都過關(guān)的情況下，可以給工程的關(guān)鍵方面帶來可觀的收益。沒有妥協(xié)， 這是工程師喜歡聽到的話，但卻不是能經(jīng)常聽到的。”
歐洲航天局(ESA) 支持這項(xiàng)計(jì)劃。在航空航天領(lǐng)域，這項(xiàng)計(jì)劃的成功實(shí)施，使得在未來的應(yīng)用中，采用高效的生產(chǎn)技術(shù)成為可能。
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