Das französische Raumfahrtunternehmen ANYWAVES und 3DCERAM haben gemeinsam unter Verwendung der 3D-Druck-Technologie eine Bandantenne entwickelt. Der Prototyp der „GNSS L1/E1“ entstand in einem 18-monatigen Entwicklungsprozess. Er wurde mit dem Serviceangebot 3D-Aim von 3DCERAM aufwendig erarbeitet und anschließend mit dem 3D-Drucker hergestellt.

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ANYWAVES, eine Ausgründung der französischen Weltraumbehörde, hat mit den 3D-Druck-Diensten von 3DCERAM eine neue Keramikantenne für Kleinsatelliten entwickelt. Das berichtet das „TCT-Magazin“ in einem Artikel. Gemeinsam mit dem 3D-Aim-Beratungsdienst von 3DCERAM hat ANYWAVES über 18 Monate an der GNSS L1/E1-Bandantenne gearbeitet.

Details zur 3D-gedruckten Bandantenne

Die mit 3D-Druck hergestellte Bandantenne entstand mit dem Zirkonoxid-Material von 3DCERAM. Sie hat eine Gitterstruktur, die ihr dabei helfen soll, eine bestmögliche Hochfrequenzleistung zu erzielen. Ein dreistufiger Prozess führte ANYWAVES und 3D-Aim zu einem fertigen Objekt für die Teileproduktion.

3D-Aim begann mit einer Analyse der technischen und wirtschaftlichen Anforderungen der Antenne und ihren Risiken. Auch wurde die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls während des Druck-, Reinigungs-, Entbinderungs- und Sinterprozesses durch Analyse der CAD-Datei des Kunden ermittelt. Mit mehreren Benchmark-Teilen mit Gitterstrukturen verschiedener Art erkannte 3D-Aim, wie das endgültige Objekt aussehen sollte.

Modifizieren und Optimieren

3D-gedruckter Prototyp der GNSS L1/E1-Antenne
Nachdem der Prototyp der GNSS L1/E1-Antenne fertig ist, stellt sich jetzt für das Unternehmen die Frage, wie er in Serie produziert wird (Bild © ANYWAVES).

Beide Unternehmen nahmen die CAD-Datei unter die Lupe und modifizierten diese. Die Ergebnisse wurden in die erste Prozessphase integriert. Sie verbesserten die mechanischen Toleranzen, optimierten die Materialqualitätskontrolle und vieles mehr. In der zweiten Phase konzentrierten sie sich auf die Teileorientierung. Sie beachteten die Auswirkungen auf die Druckgenauigkeit, die Druckzeit und die Kosten sowie den Skalierungsfaktor und stellten die gewünschten Abmessungen und die nötige Oberfläche für das Bauteil sicher.

Nach mehreren Iterationen zeigte sich, dass ihr Entwurf gelungen war. Sie konnten Brenntests durchführen und die CAD-Datei für produktionsbereit erklären.

Das Ergebnis

ANYWAVES erklärte, dass die fertige Antenne mit hervorragenden Strahlungseigenschaften rauen Umgebungen ohne Wärmeschutz standhält. Die Materialauswahl und das lötfreie Zufuhrsystem spielten dabei eine wichtige Rolle. Jetzt arbeitet ANYWAVES an der Serienproduktion der Antenne.

Diese soll entweder mit einem eigenen 3DCERAM 3D-Drucker erfolgen oder mit dem Serviceangebot von 3DCERAM geschehen. Mit einem eigenen 3D-Drucker kann ANYWAVES die interne Einführung der Technologie in Angriff nehmen. Auf der formnext 2019 gab es neue 3D-Drucker von 3DCERAM. Vorgestellt wurden unter anderem die Modelle C3600 Ultimate und C100 Easy, zwei Keramik-3D-Drucker.

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