3D Systems為空客3D打印商業衛星RF濾波器
在射頻/微波系統中通常需要把信號頻譜中有用的幾個頻率信號分離出來而濾除無用的其他頻率信號,完成這一功能的設備稱為濾波器。所以說,在無線通信系統中,濾波器是一種關鍵的射頻部件。最近,空客的防務與空間部門與3D Systems合作,通過3D Systems的直接金屬打印技術制造出首個金屬3D打印射頻(RF)濾波器。
濾波器在CAD技術被廣泛應用之前,設計中必須依靠帶有一定盲目性的人工調試來逐漸逼近最優化的方案,這不但延長了研制周期,增加了成本,也不易達到最高指標。
隨著CAD技術和仿真技術的發展和普及,RF射頻濾波器的制造周期得到明顯的縮短,質量得到明顯的提高。而通過金屬3D打印制造出RF射頻濾波器是一個重要的突破,金屬3D打印技術的運用讓空客降低了RF濾波器的重量和制造成本,并縮短了制造時間。這可能會改變世界各地的航空航天公司對RF濾波器,甚至波導的設計和制造。
像Eutelstat KA-SAT這樣的高通量衛星可以攜帶近500個RF濾波器和超過600個的波導。由于是定制設計的,其中的大部分可以處理特定的頻率。它們允許所選頻道的頻率通過,同時拒絕來自所選頻道之外的信號。
而將衛星發送至地球靜止軌道的成本約為每公斤2萬美元,所以減重對通信衛星領域節約成本至關重要。此外,大多數衛星只有10到15年的壽命,縮短生產時間將顯著提高衛星迭代的速度和降低設計成本。
RF射頻濾波器的內部設計十分復雜精密,通過3D打印可以一次性打印出整個設計,這種制造方式能帶來時間、成本和重量方面的益處。由于不再需要連接用途的緊固件,RF射頻濾波器的重量減輕。直接金屬3D打印省去了讓外部輪廓緊貼內部輪廓的成本,無需組裝帶來了時間和成本方面的效益。
具體使用的設備是3D Systems的ProX DMP 320粉末床金屬熔化設備。空客一共測試了三個鋁合金樣品,這些樣品均是用ProX DMP 320打印的,但是采用了不同的加工路徑。測試結果表明,每個樣品均達到或者超過了嚴格的要求。
總體來說ProX DMP 320降低了濾波器的生產成本,加快了的周轉時間,同時將其質量減輕了50%。
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