3D打印射频电路板首次进入太空

      电子增材制造商Nano Dimension宣称其首次3D打印集成射频电路板已经飞向国际空间站用于空间效应的研究。

       由Nano Dimension Dragonfly LDM系统打印，这块射频电路板将会与国际空间站之间传送数据，将为项目合作伙伴提供在严酷的太空环境下3D打印高性能器件射频性能的系统性分析。

   NanoDimension与L3Harris达成了两年的项目合作，其目标是阐述应用新技术-像多级别及多材料电子增材技术在太空中应用的可行性。

     “这个项目是一个非常重要的机会，通过DragonFly LDM系统的多材料多层打印技术制造一个全集成通信电路板来证明我们的增材制造技术适用于太空应用”——Nano Dimension的首席技术管Dr. Jaim Nulman。

     “这个项目是一个非常重要的机会，通过DragonFly LDM系统的多材料多层打印技术制造一个全集成通信电路板来证明我们的增材制造技术适用于太空应用”——Nano Dimension的首席技术管Dr. Jaim Nulman。

Nano Dimension 首次电子增材制造的射频通信电路板已经被发送至国际空间站

                （图片来源于：Nano Dimension）

电子增材技术在太空中的应用

       低轨道涉及的区域为距地面1200英里（1930Km），其为国际空间站（ISS）以及其他通信卫星的所在地，其都在使用射频通信系统。采用电子增材技术（AME）来制造轻量化、高性能电子器件，应用这些射频系统具有一些潜的优势，包括快速研发时间以及制造传统技术难以实现的更复杂外形和系统。

       典型地，传统制造的射频电路是一个冗长的尝试和试错过程，包括涉及多个涉及迭代。像面向潜在太空应用电子增材技术的研发是一个可以看到越来越多兴趣的领域。

       在2017年，3D打印金属和电子公司Optomec被授予NASA小企业研发合同用于开发其后处理的自适应激光烧结系统，使电子3D打印能够在更宽泛不同温度敏感的基材上实现用于国际空间站。在其他地方，以硅谷为基础的Space Foundry 已经正在开发如何让等离子3D打印技术应用于太空和电子工业。

      在去年10月，瑞士的射频器件供应商SWISSto12发送了一大批3D打印的波导信号连接器到Thales Alenia Space用于欧洲卫星通信公司的高通量卫星工程。制造采用3D打印和电镀方式，这些波导器件降低了重量和成本同时增强了射频性能。

3D打印射频电路板（图片来源于：Nano Dimension）

制造射频电路

       Nano Dimension和L3Harris的这个项目是由国际空间站美国国家实验室所签发用于测试3D打印射频电路在太空中在可靠性以评估在未来小卫星中应用的可能。

      “增材制造或3D打印，在开发先进小卫星、微型卫星以及所有的低轨道经济方面正在扮演着一个重要的角色”——Dr. Arthur Paolella. “3D打印的应用是非常宽泛的，触及几乎每个方面的研究、设计以及制造。”

       应用他们在卫星以及通信系统射频电路的经验，L3Harris设计了射频电路板，由Nano Dimension打印完成，安装在国际空间实验飞行器发射模块的外部器件上。

       Nano Dimension 应用DragonFly LDM系统打印了这块射频电路板，系统配置了公司的电子增材技术。这个系统的特征在于其具有两个独立的打印头，可以同时沉积导电墨水用于打印电路部分以及导电墨水用于对周围结构提供机械支撑和热阻以及电气绝缘。

       这块多层3D打印通信电路板，尺寸为101x83x3mm，其包含一个天线，用于安装功能器件的电子线路和一个信号地。根据L3Harris所述，通过对比3D打印射频天线和传统制造的商业天线，打印的射频电路展示出类似的射频性能同时可以降低成本以及缩短面向市场的时间。

       这个器件将会进行三个节点的测试，起飞前，飞行过程中以及飞行后，其将会暴露在国际空间站的低轨道环境中6个月，再带回地球进行评估。

      “这个项目的主要目标是飞行测试，包括增材制造的集成通信电路和分析这些材料在太空环境下射频性能”-Paolella. “通信系统着正在国际空间站上进行大量的测试为这次任务进行准备。Nano Dimension对这个项目的贡献非常重要，由于他们增材制造的能力在技术上是非常先进，同时也是优于现有的技术。”

Nano Dimension的电子增材3D打印技术是通过沉积两种不同的墨水而实现

（图片来源：Nano Dimension）