德國(guó)精密制造公司Horizon Microtechnologies獲得ESA資助，推動(dòng)太空技術(shù)新突破

2024年12月10日，南極熊獲悉，位于德國(guó)卡爾斯魯厄的Horizon Microtechnologies獲得了歐洲航天局（ESA）的Spark資助，旨在將他們的特種金屬化技術(shù)應(yīng)用于太空領(lǐng)域。這意味著Horizon的技術(shù)不僅創(chuàng)新，而且足夠成熟，能夠應(yīng)對(duì)太空中極端環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)。Horizon Microtechnologies是一家專注于小型、高精度組件制造的公司。



技術(shù)亮點(diǎn)：輕質(zhì)耐用的太空組件
Horizon采用了一種獨(dú)特的浸漬工藝來增強(qiáng)光聚合3D打印，這項(xiàng)技術(shù)可以生產(chǎn)出輕質(zhì)且堅(jiān)固的組件，特別適合用于射頻（RF）天線和毫米波組件等需要高性能的地方。隨著衛(wèi)星制造業(yè)的發(fā)展，對(duì)輕量化且能大批量生產(chǎn)的組件需求也在增長(zhǎng)。Horizon的技術(shù)通過簡(jiǎn)化專有的浸漬步驟，提供了一種既經(jīng)濟(jì)又高效的解決方案，為衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)及其他行業(yè)開辟了新的生產(chǎn)路徑。

浸漬工藝的工作原理

Horizon所使用的浸漬工藝是一種先進(jìn)的材料處理方法，它結(jié)合了傳統(tǒng)浸漬法的優(yōu)點(diǎn)，并引入了創(chuàng)新元素，以滿足特定的應(yīng)用需求。具體來說，將聚合物或其他基材浸入含有金屬鹽或金屬粒子的溶液中。當(dāng)基材被取出并干燥后，這些金屬成分會(huì)在基材表面形成一層均勻的涂層。隨后，通過化學(xué)還原或其他激活過程，金屬離子轉(zhuǎn)化為金屬顆粒，最終在基材上形成連續(xù)的金屬層。

這種工藝的關(guān)鍵在于控制浸漬液的成分、濃度、溫度以及浸漬時(shí)間等因素，以確保金屬層的質(zhì)量和性能。Horizon通過精細(xì)調(diào)整這些參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)金屬化層厚度、導(dǎo)電性和附著力的高度可控性，從而優(yōu)化了組件的功能特性。此外，浸漬工藝還允許在同一基材上創(chuàng)建多層不同功能的涂層，例如同時(shí)具備導(dǎo)電性和保護(hù)性的雙層結(jié)構(gòu)。



Horizon開發(fā)了一種基于浸漬工藝的增強(qiáng)型大桶聚合微打印技術(shù)。在這種方法中，首先通過浸漬工藝在基材上形成一層預(yù)處理層，這層不僅可以提高后續(xù)印刷層的附著力，還可以作為模板指導(dǎo)印刷過程中的分子排列。接著，利用光刻或其他微加工技術(shù)，在預(yù)處理層上構(gòu)建出所需的微細(xì)結(jié)構(gòu)。由于浸漬層的存在，即使是非常復(fù)雜的幾何形狀也可以精確復(fù)制，同時(shí)保證了良好的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能。最后，再次進(jìn)行浸漬處理，將金屬化層覆蓋在整個(gè)結(jié)構(gòu)之上，形成一個(gè)完整的功能性組件。這種方法不僅提高了組件的耐久性和可靠性，還降低了制造成本，因?yàn)樗�不需要昂貴的模具和復(fù)雜的后處理步驟。

ESA Spark資助的意義
Horizon的首席執(zhí)行官Andreas Frölich表示：“獲得ESA的Spark資助對(duì)我們來說是一個(gè)重要的里程碑。我們知道，太空應(yīng)用要求最高的性能、壽命和可靠性，而ESA的支持證明了我們?cè)谶@一領(lǐng)域的潛力。這個(gè)項(xiàng)目不僅讓我們的技術(shù)在太空領(lǐng)域找到了一席之地，也為其他行業(yè)奠定了基礎(chǔ)。如果我們的組件能在太空這樣最苛刻的環(huán)境中表現(xiàn)出色，那么它們肯定也能滿足地面應(yīng)用的高標(biāo)準(zhǔn)。”

Horizon強(qiáng)調(diào)，他們生產(chǎn)的單片部件具有極高的功能性和耐用性，同時(shí)在尺寸、重量和功率（SWaP）方面也有顯著改進(jìn)。這種能力預(yù)計(jì)將帶來新的設(shè)計(jì)方向，并推動(dòng)更多進(jìn)步。此外，Horizon希望通過ESA的資助，在行業(yè)內(nèi)建立更高的信譽(yù)度。



高精度制造：精細(xì)到10微米
Horizon專注于生產(chǎn)精度高達(dá)10微米的小型、精細(xì)部件，構(gòu)建體積為10厘米 x 10厘米 x 7.5厘米。這些部件可以通過金屬、透明金屬、導(dǎo)電和保護(hù)涂層進(jìn)行增強(qiáng)，適用于MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）、電子和微流體等領(lǐng)域。對(duì)于射頻和毫米波應(yīng)用，Horizon可以生產(chǎn)定制化的毫米波天線、濾波器和混頻器等組件，以滿足特定任務(wù)的要求。此外，公司還提供模擬套件和設(shè)計(jì)服務(wù)，確保其組件能夠完美融入客戶的系統(tǒng)中。

與其他制造方法相比，Horizon的技術(shù)提供了更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的選擇。例如，粉末床熔融金屬部件雖然內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但在不需要這種復(fù)雜性的場(chǎng)合，Horizon的方法更加經(jīng)濟(jì)有效。冷金屬熔合和其他類似工藝可能會(huì)增加重量，而粘合劑噴射雖然可以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的細(xì)節(jié)。相比之下，Horizon的浸漬法提供了一個(gè)更好的解決方案——即在特定應(yīng)用場(chǎng)景中找到了經(jīng)濟(jì)性和功能性之間的最佳平衡，它不僅降低了成本和重量，還允許使用各種材料賦予零件新功能，使得Horizon的技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中具有顯著優(yōu)勢(shì)。

總之，Horizon Microtechnologies正以其卓越的技術(shù)和創(chuàng)新能力書寫著一個(gè)光明的未來。無論是在電子封裝還是航天應(yīng)用領(lǐng)域，這家公司都展現(xiàn)出了巨大的潛力。隨著更多項(xiàng)目的成功實(shí)施，相信Horizon有望成為精密制造和太空探索領(lǐng)域的一顆明星。