輕量化是新一代航空航天器件制造發(fā)展的關(guān)鍵要求之一，增材制造技術(shù)則為輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計、高性能器件一體成型、新功能材料應(yīng)用提供了全新的技術(shù)方案。然而，太空極端環(huán)境下的脫氣效應(yīng)構(gòu)成了嚴峻挑戰(zhàn)：聚合物基3D打印材料在真空中持續(xù)釋放可冷凝揮發(fā)物，引發(fā)金屬涂層分層、基體畸變及功能失效，最終可能導致部件自毀。因此，當采用金屬化涂層聚合物部件替代傳統(tǒng)金屬構(gòu)件時，必須嚴格掌控涂層界面剝離這一關(guān)鍵風險。
來自德國的Horizon Microtechnologies（下稱“Horizon”）是一家專注于微型組件開發(fā)的增材制造企業(yè)，其研發(fā)生產(chǎn)的的天線比傳統(tǒng)天線輕6倍，且獲得了歐洲航天局（ESA）的資金支持。本次，Horizon通過創(chuàng)新的微納3D打印工藝，攻克航天級材料的真空脫氣這一歷史性難題，并通過了歐洲空間標準化合作組織（ECSS）的脫氣測試。其技術(shù)內(nèi)核正是摩方精密的面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)，更驗證了微納3D打印技術(shù)在極端太空環(huán)境中的應(yīng)用潛能。
微納3D打印結(jié)合涂層工藝，通過太空環(huán)境嚴苛考驗
Horizon創(chuàng)新性地融合了摩方PμSL技術(shù)與浸鍍工藝，通過microArch? S240工業(yè)級3D打印系統(tǒng)（精度：10μm）制備聚合物基體，再經(jīng)銀、銅等金屬涂層處理，實現(xiàn)航天級射頻部件與超輕天線的量產(chǎn)，為衛(wèi)星通信系統(tǒng)提供了顯著的載荷減重與能效提升方案。
近日，Horizon的3D打印涂層部件成功通過歐洲空間標準化合作組織（ECSS） 的嚴苛認證（ECSS-Q-ST-70-02C標準）。在真空環(huán)境（125℃、10??–10?? mbar）中持續(xù)24小時測試后，其關(guān)鍵指標表現(xiàn)優(yōu)異：總質(zhì)量損失（TML）：0.354%回收質(zhì)量損失（RML）：0.166%可冷凝揮發(fā)物（CVCM）：0.000%
部件指標遠優(yōu)于標準限值（RML<1.00%，CVCM<0.10%），驗證了聚合物增材制造和涂層工藝制備器件，可實現(xiàn)太空極端環(huán)境下保持長期穩(wěn)定性和可靠性，為微納3D打印技術(shù)在航天航空領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用掃除了核心障礙。
高精度+高價值制造，推動航空航天產(chǎn)業(yè)化進程
摩方微納3D打印技術(shù)生態(tài)與Horizon的涂層技術(shù)探索形成了深度共振，作為突破性創(chuàng)新的底層支撐，其核心優(yōu)勢在于：
1. 極致輕量化與結(jié)構(gòu)自由
摩方PμSL技術(shù)憑借2μm超高光學精度與高公差控制能力，突破傳統(tǒng)制造極限，實現(xiàn)跨尺度復(fù)雜結(jié)構(gòu)的一體化成型——從毫米波天線陣列的輕量化設(shè)計到微機電系統(tǒng)中微流道、微齒輪等關(guān)鍵部件的精密制造都能1:1精準還原。
2. 多材料集成與功能拓展
通過浸鍍等后處理工藝，單一聚合物基體可復(fù)合銀、銅等導電材料，實現(xiàn)電磁屏蔽、信號傳輸?shù)榷嘣δ埽瑸楹教觳牧系亩喙δ芑峁┝丝珙I(lǐng)域參考。
3. 全鏈條服務(wù)與定制化制造
摩方已構(gòu)建了覆蓋全球的快速響應(yīng)體系，設(shè)備與服務(wù)已進入40個國家，深度賦能近2500家科研和工業(yè)客戶，實現(xiàn)從原型驗證到批量交付的全流程閉環(huán)。同時，Horizon也推出在線商城，以快速服務(wù)機制與定制化生產(chǎn)能力，凸顯微納增材制造在射頻部件領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化突破。
鏈接全球合作伙伴，共筑行業(yè)新生態(tài)
“此次測試結(jié)果對我們具有里程碑般的意義——它驗證了微納3D打印基材與鍍層工藝結(jié)合的可能性，可為航天級等高可靠性應(yīng)用場景提供必需的穩(wěn)定性保障。長期以來，真空脫氣、層間剝離及表面脆化這三大痛點，使3D打印部件的涂層技術(shù)備受質(zhì)疑。而今天，我們證明這些歷史性問題正被逐一攻克。”
——Andreas Fr?lich, Horizon 首席執(zhí)行官
隨著Horizon在射頻部件、微機電系統(tǒng)、微流體器件等領(lǐng)域的持續(xù)突破，微納3D打印的航天應(yīng)用邊界正加速擴展——從星載設(shè)備輕量化向在軌制造、深空探測生命支持系統(tǒng)等前沿場景縱深推進。
摩方作為全球少數(shù)掌握2微米工業(yè)級精度的技術(shù)供應(yīng)商，此次與Horizon的創(chuàng)新實踐共同證明：唯有將精密制造、材料科學、跨學科驗證深度耦合，才能共建高質(zhì)量、低成本、精密化的技術(shù)新生態(tài)。
