Antennen-Arrays: Wie die additive Fertigung für konstruktive Freiheiten sorgt

• 3D Systems und Airbus Defence and Space entwickeln neuartige passive HF-Komponenten für den ersten vollständig rekonfigurierbaren Satelliten.
• Das Know-how und die Technologie von 3D Systems ermöglichen die Entwicklung eines großen Antennen-Arrays für OneSat. Dabei handelt es sich um den ersten Satelliten, der sich im Orbit vollständig neu konfigurieren lässt.
• Die Unternehmen unterzeichnen einen Mehrjahresvertrag zur Entwicklung von Antennen für die gesamte OneSat-Flotte.

 
Airbus Defence and Space hat 3D Systems beauftragt, wichtige Komponenten für den Satelliten OneSat herzustellen. Für die Fertigung von Komponenten für Antennen-Arrays auf den OneSat-Satelliten hat die Application Innovation Group (AIG) von 3D Systems eine durchgängige additive Fertigungslösung entwickelt. Sie umfasst Materialien, 3D-Drucktechnologie, Software und Anwendungskompetenz. Die additive Fertigung dieser Komponenten sorgt für Konstruktionsfreiheit. Sie reduziert außerdem das Gewicht, optimiert Teileleistung und beschleunigt die Markteinführung. Hierdurch sind die einzigartigen Satelliten schneller einsatzbereit, um die Anforderungen der Endbenutzer zu erfüllen.

3D Systems wurde für dieses wichtige Projekt aufgrund der mit seinen DMP-Systemen erreichbaren Teilequalität sowie der in den letzten sieben Jahren bei Airbus Defence and Space unter Beweis gestellten Kompetenz und Leistung ausgewählt. Frühere Kooperationen umfassten die Produktion des ersten 3D-gedruckten Hochfrequenzfilters (HF), der für den Einsatz in kommerziellen Telekommunikationssatelliten getestet und validiert wurde, sowie die Fertigung im Direktmetalldruck des  innovativen Switch-Assembly-Netzwerkdesigns für zwei Eurostar Neo-Raumschiffe im Rahmen des ersten groß angelegten Einsatzes von HF-Produkten. 

Antennen-Arrays: Herstellung nahtloser Großteile mit DMP Factory 500 

Jeder OneSat-Satellit benötigt zwei große Antennen-Arrays, eines zum Senden von Signalen und eines zum Empfangen. Die DMP Factory 500-Lösung von 3D Systems wird für die Serienproduktion der Antennenkomponenten unter Verwendung von LaserForm AlSi10Mg und spezifischen, von der AIG für diese Anwendung entwickelten Parametern, eingesetzt, um die erforderliche Schichtdicke von 30 µm zu erreichen.

Der DMP Factory 500 wurde aufgrund seines Bauvolumens (500 mm x 500 mm x 500 mm), seiner Genauigkeit sowie seiner schnellen Druckgeschwindigkeit für dieses Projekt ausgewählt. Die intelligente Multi-Laser-Konfiguration dieses Druckers ermöglicht die Herstellung von nahtlosen Großteilen, was zu hoher Oberflächengüte sowie guten Materialeigenschaften führt. Der Drucker verfügt über eine Vakuumkammer. Sie sorgt für einen möglichst geringen Sauerstoffgehalt (O2) in der Baukammer. Somit schützt sie die chemische Zusammensetzung und reduziert den Feuchtigkeitsgehalt der Metallpulverlegierungen während der Herstellung. Das gewährleistet optimale Betriebsbedingungen für eine gleichbleibende Teilequalität (zum Beispiel mechanische Eigenschaften und Oberflächenhomogenität), die für eine Branche mit so hohen Anforderungen an Qualität und Präzision erforderlich ist.

Zum DMP Factory 500 gehört außerdem die Software 3DXpert. Sie unterstützt jeden Schritt des additiven Fertigungsprozesses vom Design bis zur Nachbearbeitung, damit Anwender schnell und effizient von einem 3D-Modell zu erfolgreich gedruckten Teilen gelangen. 

End-to-End-Lösung minimiert Risiken und beschleunigt Markteinführung

Die Application Innovation Group von 3D Systems stellt nicht nur ihr Know-how in den Bereichen Design und Produktion zur Verfügung. Sie fungiert darüber hinaus auch als Projektmanager. Das Unternehmen hat Unterauftragnehmer identifiziert, die die Nachbearbeitung und Qualitätsprüfung durchführen. Somit stellen sie eine umfassende End-to-End-Lösung bereit, die Airbus Defence and Space bei der Risikominimierung und Verkürzung der Markteinführungszeit unterstützt. Die AIG ist auch federführend beim Technologietransfer. So kann ein anderer Tier-1-Zulieferer die Produktion dieser voll qualifizierten Komponenten schnell hochfahren. Der Zulieferer kauft außerdem einen weiteren DMP Factory 500, um seine bestehende Flotte zu ergänzen und die von Airbus geforderten Qualitätsstandards zu erfüllen. 

„Wir schätzen unsere langjährige Partnerschaft mit Airbus Defence and Space und freuen uns, dass wir mit unserer gemeinsamen Arbeit an Telekommunikationssatelliten weitere Spuren hinterlassen. Wie bei unserer ersten Zusammenarbeit mit Airbus für den ersten additiv hergestellten HF-Filter haben wir die Möglichkeit, an einer weiteren „Premiere“ in der Branche mitzuwirken, die die Telekommunikation revolutioniert. Unsere AIG hat den Grundstein für die Entwicklung der Anwendung für diese Komponente und die Durchführung des Technologietransfers gelegt. Wir sind stolz darauf, dass die Technologie von 3D Systems Airbus dabei helfen kann, eine starke Lieferkette für die Serienproduktion von passiver HF-Hardware aufzubauen.“ 

Dr. Michael Shepard, Vice President Aerospace & Defense bei 3D Systems

Starke Lieferkette für die Serienproduktion

„OneSat ist ein wirklich revolutionäres Produkt – da soll unser Entwicklungs- und Fertigungsprozess in puncto Innovation mithalten können. Unser Unternehmen unterhält eine starke Partnerschaft mit 3D Systems. Wir zählen auf das Team von Anwendungsingenieuren, die uns dabei helfen, unsere fortschrittlichsten Designs zum Leben zu erwecken. Alles von der Qualität der mit den Druckern von 3D Systems gefertigten Teile bis hin zur Teilequalifizierung, dem Qualitätsmanagement und dem allgemeinen Projektmanagement hat Airbus Defence and Space geholfen, seine Position als Branchenführer zu behaupten.“ 

Stephen Phipps, Leiter des OneSat-Antennenprogramms bei Airbus Defence and Space.

Bild oben: Die AIG von 3D Systems entwickelte eine durchgängige additive Fertigungslösung. Sie besteht aus dem DMP Factory 500, Materialien, Software und Anwendungsexpertise. Somit kann sie die für die große Antennen-Arrays erforderlichen, vollständig qualifizierten Prozesse und Komponenten liefern. Bildquelle: 3D Systems

Weitere Informationen: https://www.3dsystems.com/ und https://www.airbus.com/en/products-services/space/telecom/onesat

Erfahren Sie hier mehr über additive Fertigung im Weltraum.

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