ANYWAVES聯(lián)合3DCERAM，用陶瓷3D打印開發(fā)小型衛(wèi)星天線

ANYWAVES是法國航天局（CNES）的子公司，是使用增材制造和陶瓷材料開發(fā)用于航空航天應(yīng)用天線的領(lǐng)導(dǎo)力量。他們專門從事小型衛(wèi)星天線的設(shè)計(jì)和制造，已成為基于Limoges技術(shù)的3DCERAM（陶瓷3D打印的先驅(qū)者之一）的重要合作伙伴。

南極熊了解到，利用3DCERAM對3D打印和陶瓷材料的深入了解，ANYWAVES能夠?qū)⑻炀�概念和設(shè)計(jì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。將技術(shù)陶瓷材料的優(yōu)勢（包括極高的耐熱性和可承受惡劣空間環(huán)境的強(qiáng)度）與3D打印的優(yōu)勢相結(jié)合，特別是設(shè)計(jì)自由度和柔性制造。

2020年12月，這家年輕的航空航天公司最近提出了一種陶瓷天線的創(chuàng)新概念，可通過陶瓷（特別是氧化鋯）晶格結(jié)構(gòu)優(yōu)化射頻性能。3DCERAM已將自己的基于SLA的陶瓷3D打印技術(shù)推向市場，與ANYWAVES密切合作，找到天線應(yīng)用的最佳生產(chǎn)工藝。

具體來說，ANYWAVES與3DCERAM的3D-AIM合作，這是專門用于航空航天業(yè)的咨詢服務(wù)。該服務(wù)為公司開發(fā)陶瓷3D打印應(yīng)用程序提供支持，在構(gòu)思階段進(jìn)行協(xié)作，然后管理設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。最終，3D-AIM與最終用戶一起幫助他們自己實(shí)現(xiàn)技術(shù)。

步驟1：信息收集和風(fēng)險(xiǎn)分析
在合作的第一階段，3D-AIM和ANYWAVES首先討論了該項(xiàng)目的目標(biāo)——優(yōu)化小型衛(wèi)星天線的射頻性能，以及項(xiàng)目要求，包括技術(shù)規(guī)格，時(shí)間表和預(yù)算。合作伙伴還制定了生產(chǎn)計(jì)劃。對于3DCERAM來說，從項(xiàng)目開始之初收集所有這些信息非常重要，因?yàn)槊總�(gè)因素都會(huì)影響零件設(shè)計(jì)和整個(gè)項(xiàng)目過程。

經(jīng)過最初的評估，3D-AIM進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)分析并制定了降低風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)劃。這涉及對ANYWAVES的CAD文件（包括幾個(gè)零件配置）進(jìn)行深入分析，并考慮到3D打印，清潔、脫脂和燒結(jié)階段。在每個(gè)環(huán)節(jié)，都針對零件設(shè)計(jì)評估了失敗的風(fēng)險(xiǎn)，從而能夠找到最佳的解決方案。在生產(chǎn)之前確定零件設(shè)計(jì)失敗的風(fēng)險(xiǎn)可以節(jié)省寶貴的時(shí)間和金錢。

步驟2：增材制造的設(shè)計(jì)
完成風(fēng)險(xiǎn)分析后，3D-AIM和ANYWAVES修改了CAD文件，降低故障風(fēng)險(xiǎn)并優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)，同時(shí)滿足機(jī)械公差、材料質(zhì)量控制和其他要求。

△Anywaves 3DCERAM陶瓷天線

在這種情況下，設(shè)計(jì)修改的主要目的是減少3D打印過程中可能出現(xiàn)的自然刮擦或故障。優(yōu)化零件方向、零件成本和公差。例如，3D-AIM和ANYWAVES確定零件的方向會(huì)影響打印精度。垂直對齊的零件具有較高的精確度，但價(jià)格更高且制造較慢。

在制造設(shè)計(jì)階段，3D-AIM還解決了SLA流程中的許多校正因素。例如，它調(diào)整了比例因子，消除翹曲和表面質(zhì)量下降的風(fēng)險(xiǎn)。ANYWAVES的CAD文件還針對陶瓷3D打印工藝進(jìn)行了優(yōu)化，例如在尖銳邊緣上混合半徑并校正兩個(gè)相連部分之間的最大形狀因數(shù)。

最終，3D-AIM將自己在陶瓷3D打印過程中的知識與ANYWAVES的天線設(shè)計(jì)專業(yè)知識相結(jié)合，得出了針對3D打印過程和天線最終性能進(jìn)行了優(yōu)化的最終設(shè)計(jì)。在ANYWAVES準(zhǔn)備進(jìn)入最終生產(chǎn)之前，對最終設(shè)計(jì)的變化進(jìn)行打印和燒結(jié)進(jìn)行評估。

步驟3：天線生產(chǎn)
在合作的這一階段，3D-AIM確保ANYWAVES的陶瓷晶格天線已準(zhǔn)備好使用3DCERAM的增材制造技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。作為咨詢服務(wù)的一部分，小組向這家法國航空航天初創(chuàng)公司提供了進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)的兩種選擇：買陶瓷3D打印機(jī)來自行生產(chǎn)天線，或通過3DCERAM訂購零件。

航空咨詢服務(wù)為所有3D-AIM合作伙伴提供了第一種選擇，因?yàn)樗鼮榧夹g(shù)轉(zhuǎn)讓提供了支持和培訓(xùn)。第二種選擇是從3DCERAM訂購零件，非常適合需要少量零件或組件進(jìn)行研發(fā)項(xiàng)目的最終用戶。根據(jù)ANYWAVES的情況，這家初創(chuàng)公司已與3DCERAM一起投入生產(chǎn)，利用了3DCERAM對陶瓷和DfAM的深入了解。

ANYWAVES最先進(jìn)的小型衛(wèi)星天線正在為太空應(yīng)用創(chuàng)造新的機(jī)會(huì)，包括電信、導(dǎo)航、對地觀測、大氣觀察等。通過將3D打印和陶瓷材料完美結(jié)合，正在為性能更高、幾何形狀更多樣化的天線鋪平道路。