在人們探索宇宙空間的過(guò)程中，NASA等機(jī)構(gòu)一直在推動(dòng)新材料與制造技術(shù)在地外空間應(yīng)用的可能性。增材制造的電子產(chǎn)品（AME）制造商N(yùn)ano Dimension宣布，其首款3D打印集成射頻（RF）電路已被送往國(guó)際空間站（ISS）進(jìn)行空間效應(yīng)研究。這個(gè)項(xiàng)目證明了在太空中使用多層和AME等新技術(shù)的可行性，從而為3D打印高性能電子設(shè)備開(kāi)拓了新的研究方向。

已被送往國(guó)際空間站的AME射頻通信電路

低地球軌道（LEO）是指距離地球1200英里的區(qū)域，該區(qū)域是ISS和其他通信衛(wèi)星的所在地，所有這些衛(wèi)星均使用RF通信系統(tǒng)。使用AME技術(shù)生產(chǎn)可在這些RF系統(tǒng)中使用的輕巧，高性能的電子設(shè)備具有產(chǎn)生許多優(yōu)勢(shì)的潛力，包括快速開(kāi)發(fā)時(shí)間以及創(chuàng)建傳統(tǒng)制造技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜形狀和系統(tǒng)的能力。

通常，RF電路的傳統(tǒng)生產(chǎn)是一個(gè)繁瑣的反復(fù)試驗(yàn)過(guò)程，涉及多次設(shè)計(jì)迭代。這樣，針對(duì)潛在太空應(yīng)用的AMEs的開(kāi)發(fā)就引起了越來(lái)越多的關(guān)注。

Nano Dimension的AME 3D打印技術(shù)制造流程

ISS美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了Nano Dimension和L3Harris之間的項(xiàng)目，以測(cè)試3D打印RF電路在太空中的耐久性，以供將來(lái)的小型衛(wèi)星使用。

L3Harris太空和機(jī)載系統(tǒng)部門(mén)的高級(jí)科學(xué)家Arthur Paolella博士說(shuō)：“增材制造或3D打印在促進(jìn)小型和納米衛(wèi)星的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用以及整個(gè)LEO經(jīng)濟(jì)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用?！薄?3D打印的應(yīng)用廣泛，涉及研究，設(shè)計(jì)和制造的幾乎每個(gè)方面?！?/p>

L3Harris利用其在衛(wèi)星和通信系統(tǒng)的RF電路開(kāi)發(fā)中的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了RF電路板，并由Nano Dimension打印后，將該組件安裝到MISSE飛行設(shè)施發(fā)射模塊軌道實(shí)驗(yàn)室的外部。

Nano Dimension 3D使用配備了該公司專(zhuān)有AME技術(shù)的DragonFly LDM系統(tǒng)打印了RF板。該系統(tǒng)具有兩個(gè)獨(dú)立的打印頭，可同時(shí)沉積導(dǎo)電銀納米墨水（用于印刷電路的大部分連接）和電介質(zhì)光敏聚合物墨水，該墨水為周?chē)Y(jié)構(gòu)提供機(jī)械支撐，耐熱性和電絕緣。

所述多層3D印刷通信設(shè)備，它是101×38×3毫米大小，是由天線的，用于安裝的功能部件的電子跡線和信號(hào)接地平面。根據(jù)L3Harris的說(shuō)法，與傳統(tǒng)制造的同類(lèi)產(chǎn)品相比，3D打印RF電路顯示出相似的傳輸性能，同時(shí)降低了成本并縮短了上市時(shí)間。

該設(shè)備將在飛行前，飛行中和飛行后三個(gè)程序點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，并將在國(guó)際空間站的LEO環(huán)境中暴露六個(gè)月，然后再帶回地球進(jìn)行評(píng)估。

“該項(xiàng)目的主要目標(biāo)是進(jìn)行一個(gè)由增材制造制造的集成通信電路組成的實(shí)驗(yàn)，并在太空環(huán)境中分析這些材料的RF特性，” Paolella補(bǔ)充說(shuō)?！艾F(xiàn)在，國(guó)際空間站上的通信系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了廣泛的測(cè)試，以便為任務(wù)做好準(zhǔn)備。Nano Dimension對(duì)這個(gè)項(xiàng)目的貢獻(xiàn)極為重要，因?yàn)樗鼈兊脑霾闹圃炷芰κ羌夹g(shù)先進(jìn)的，并且優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。”