Patchantennen für kleine Satelliten

3D-Druck-Anwendung Patchantennen für kleine Satelliten

28.07.2022 Von Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

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3D Systems Corporation

Fleet Space Technologies fertigt künftig kleine Hochfrequenz-Patchantennen für seine 140 Satelliten additiv mittels Laserstrahlschmelzen. Die Application Innovation Group (AIG) von 3D Systems unterstützte bei der Prozessentwicklung auf einem DMP Flex 350-Drucker, sodass die Antennen aus zwei Materialien bestehen können.

Die HF-Patchantennen für die Alpha-Satelliten von Fleet Space Technologies werden auf einem 3D-Drucker aus den zwei Werkstoffen LaserForm AlSi10Mg und A6061-RAM2 gefertigt.
(Bild: 3D Systems)

3D Systems und Fleet Space Technologies arbeiten bei der additiven Fertigung von Hochfrequenz-Patchantennen zusammen. Die Satelliten werden als Alpha-Konstellation in einer niedrigen Erdumlaufbahn im Rahmen der Exo-Sphere-Initiative von Fleet Space Technologies betrieben und dienen der umweltschonenden Bergbauexploration. Fleet Space Technologies entwickelte das Design der Antennen und die Application Innovation Group (AIG) von 3D Systems entwickelte eine darauf abgestimmte additive Fertigungslösung, welche die Prozessentwicklung und eine temporäre Fertigung auf dem DMP Flex 350-Drucker umfasste.

Laserschmelzprozess für zwei Werkstoffe angepasst

Das Ingenieurteam von Fleet Space Technologies wusste, dass die Geometrie des Patchantennen-Designs nur mit additiver Fertigung realisiert werden kann. Daraufhin passte die AIG den Laserschmelzprozess der DMP Flex 350 so an, dass die Fertigung der Antenne aus den zwei Werkstoffen LaserForm AlSi10mg und AL6061-RAM2 auf einem 3D-Drucker möglich wurde. Wie 3D Systems mitteilt, war die Vakuumkammerarchitektur des DMP Flex 350 von entscheidender Bedeutung. Mit ihr kann eine gute Oberflächengüte mit feinen Details erzeugt werden, wodurch Signalverluste der Antenne minimiert werden. In nur drei Wochen konnte die Kleinserienproduktion mittels Laserstrahlschmelzen beginnen.

DMP Flex 350-Drucker in Betrieb genommen

Pro Druckauftrag können mit dem DMP Flex 350-Drucker von 3D Systems 55 HF-Patchantennen produziert werden.
(Bild: 3D Systems)

Nun nahm Fleet Space Technologies an seinem Hauptsitz in Beverley, Adelaide(Australien), einen solchen angepassten DMP Flex 350-Drucker in Betrieb. Künftig können so die Hochfrequenz-Patchantennen für insgesamt 140 Satelliten intern produziert werden. Pro Druckauftrag sind 55 Antennen möglich. Die DMP Flex 350-Lösung bietet Fleet Space Technologies auch die Möglichkeit, Strukturkomponenten additiv herzustellen, die zuvor nicht verfügbar waren. Dafür kann die Software 3DXpert genutzt werden, die jeden Schritt des additiven Fertigungs-Workflows vom Design über die Nachbearbeitung bis hin zum schnellen Übergang von einem 3D-Modell zu gedruckten Teilen unterstützt.

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