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)計變?yōu)楝F(xiàn)實。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)境的強度）與3D打印的優(yōu)勢相結(jié)合，特別是設(shè)計自由度和柔性制造。

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)計和生產(chǎn)。最終，3D-AIM與最終用戶一起幫助他們自己實現(xiàn)技術(shù)。

步驟1：信息收集和風(fēng)險分析
在合作的第一階段，3D-AIM和ANYWAVES首先討論了該項目的目標(biāo)——優(yōu)化小型衛(wèi)星天線的射頻性能，以及項目要求，包括技術(shù)規(guī)格，時間表和預(yù)算。合作伙伴還制定了生產(chǎn)計劃。對于3DCERAM來說，從項目開始之初收集所有這些信息非常重要，因為每個因素都會影響零件設(shè)計和整個項目過程。

經(jīng)過最初的評估，3D-AIM進(jìn)行了風(fēng)險分析并制定了降低風(fēng)險的計劃。這涉及對ANYWAVES的CAD文件（包括幾個零件配置）進(jìn)行深入分析，并考慮到3D打印，清潔、脫脂和燒結(jié)階段。在每個環(huán)節(jié)，都針對零件設(shè)計評估了失敗的風(fēng)險，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)計失敗的風(fēng)險可以節(jié)省寶貴的時間和金錢。

步驟2：增材制造的設(shè)計
完成風(fēng)險分析后，3D-AIM和ANYWAVES修改了CAD文件，降低故障風(fēng)險并優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)，同時滿足機(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確定零件的方向會影響打印精度。垂直對齊的零件具有較高的精確度，但價格更高且制造較慢。

在制造設(shè)計階段，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。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。在ANYWAVES準(zhǔn)備進(jìn)入最終生產(chǎn)之前，對最終設(shè)計的變化進(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，因為它為技術(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，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。