卫星开发是一项高成本、高技术、高投资、高风险的系统工程。 设计重量的减轻和设计周期的缩短成为卫星研制过程中的突出问题。 特别是设计重量的减轻,将有助于增加有效载荷的比例,提高整个航天器的机动性,降低发射成本,提高卫星研制单元的竞争力。
由于传统制造方法的工艺可及性的限制,减轻重量变得越来越困难。 增材制造-3D打印技术为实现轻量化提供了新的途径。 随着国内外卫星开发用户的深入应用,3D打印技术在实现复杂拓扑优化设计、晶格结构、集成结构实现、高附加值零部件制造、电源结构制造等方面发挥着独特的优势。 3D打印的应用也从轻量化非主体承重结构的制造转向了通过3D打印晶格结构技术制造主体承载结构的领域。
TCT Asia是构建3D打印和增材思维的创新盛会,在TCT Asia的众多参展商中,有许多优秀的公司为卫星开发提供增材制造和3D扫描技术解决方案。 近日,TCT Asia的主办方盘点了其中的一些代表性应用,本期3D科学谷就来分享一下。
01 BLT参与研究。
遥感卫星与天舟六号成功发射
由大连理工大学设计研制的“大连一号-联力卫星”12U高分辨率地球遥感卫星,在星中空间、BLT等多家企业的协助下,由大连理工大学设计研制,运载入太空。 BLT(2024 TCT展位号:7H15)负责卫星部署器框架的结构优化设计和印刷生产。 BLT产品团队在分析了卫星的使用环境和成型难点后,选择了ALSI10MG铝合金,并使用八台BLT-S800设备在一个炉子里完成打印,实现了零件的快速开发。 经检验,最终生产关键部件的尺寸精度满足卫星“克服高低温、热真空、原子氧腐蚀等空间因素,保证卫星长期在轨储存和释放的可靠性”的工况。
通过工艺迭代,BLT的产品团队已经交付了最初的样品和成品。 此次发射是中国航天事业的一次重大胜利,也标志着全球对中国在遥感卫星领域的技术实力和创新能力的认可。 BLT卓越的设计和制造能力为这一成就做出了重要贡献。
部署器框架形成过程。
BLT。 02 打破常规
连续纤维增强3D打印卫星结构件
在3D打印卫星的类似案例中,今年5月宣布了一个正在进行的3D打印Lizziesat卫星项目,该项目由Markforged(2024 TCT展位号:8C34)与航空航天公司Sidus Space合作开发。 Sidus Space 利用了 MarkForged 的 Digital Forge 平台,Boschi 和团队重新设计了卫星的整个结构。 借助 Onyx FR-A(MarkForged 尼龙材料具有阻燃性和可追溯性),加上连续纤维增强,SIDUS 可以打印出与金属一样坚固的零件,同时还能减轻重量并缩短交货时间。
根据Sidus Space的说法,即使在国际空间站(ISS)外的太空中飞行一年后,在其飞行测试平台上使用Onyx FRA制作的3D打印原型仍然完好无损。
带有 Markforged 的 Onyx FR-A 带有连续纤维增强结构件。
03 金属3D打印辅助
遥感-35卫星C发射成功
2024年11月,中国在西昌卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功发射了遥感35号卫星A、B、C。 其中,24件上海云珠三维技术已应用于C卫星(2024 TCT展位号:8J85)。开发3D打印三通接头。 优化后的T恤接头重量约为83g,与原设计115g相比,成功减轻了32g的重量,整颗星形的累计重量已超过500g。
从产品设计优化、3D打印加工到后期处理,云珠三维在短时间内完成了这组三通接头的研发交付,结构、功能等测试指标满足产品原有需求,部分测试结果甚至优于传统工艺制造的。
云投立体。 04 先上天
高精度3D扫描助力卫星发展
在卫星研制过程中,其产品大多是非标件,基本需要定制,比如光学镜头的固定支架。 在卫星的第一次缩回中,需要用特定的支架固定光学镜头,这是卫星发展中的环节之一,这一点比较重要,会对卫星的成像能力产生影响。
在传统的定制开发下,需要测量镜头的关键尺寸,根据这些尺寸设计支架,设计完成后再找相应的厂家进行加工,一般既费时又费钱。 Groundladus团队找到了一个更高效的解决方案——使用FreeScan UE系列3D扫描仪扫描光学镜头,获取镜头的完整数据,并根据镜头的精确尺寸和实际形状设计固定支架,从而实现支架与镜头的良好匹配, 并实现光学镜头固定支架的定制生产。
来自光学镜头的 3D 扫描数据。
5月7-9日,TCT Asia将邀请金属3D打印领域的领先品牌,包括BLT、华数高科、惠普、汉邦科技、伟杰、中科宇辰、山东雷石、云筑三维、Markforged、鑫晶和、风华卓立、盛华3D、英尼格玛、武汉易智、云耀申威等金属3D打印领域的领先品牌,最新产品和应用案例亮相TCT Asia 2024。
TCT亚洲峰会,一个始终以“应用驱动变革”为理念的同期盛会,将继续为大家带来2024年的航空航天论坛,届时将吸引来自航空航天领域的专家学者和领先的商业航天公司齐聚一堂,共同开发航空航天领域的新趋势,分享新的技术成果, 研究增材制造助力航空航天事业发展的新路径,为推动增材制造在航空航天领域的发展建言献策。
tct asia 2024
时间和地点。
5月7日, 09:00 17:30
5月8日,09:00 17:30
5月9日,09:00 15:00
国家会展中心(上海) 71&8.1号馆。
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