空客公司使用3D打印技术让射频滤波器减重一半(2)
使用3D打印的方式制作部件使空中客车防务及航天公司可以在设计上不受局限，也没有额外的生产成本。CST MWS是是德国CST公司推出的高频三维电磁场仿真软件，用于设计3D打印的射频滤波器，这样仅需花费少量时间就可以实现设计优化。3D打印带来的制造上的灵活性造就了滤波器凹陷型超椭圆设计的腔体。独特的形状有助于RF电流的通过，且在Q因子之间进行平衡传递-一种基于能量损耗的波导效率的测量方法-和外来信号的屏蔽。
图片：由空中客车防务及航天公司设计的3D打印射频滤波器将原来的分体设计结合为一个整体设计，降低了总体重量。3D打印助力生产时间缩短，成本降低。来源3D Systems
位于英国斯蒂夫尼奇空中客车防务及航天公司的射频滤波器工程师保罗·布斯说到：“3D打印带来的整体式设计，其主要优势是数量、成本和时间。因为滤波器不再需要紧固件来将部件结合在一起，所以部件数量其实减少了。使用直接金属打印，还有一个额外的好处就是部件的外轮廓与内轮廓更紧密。成本和生产时间的优势来源于装配和后处理时间的缩短。”
通过严苛测试
打印的三个铝样件使用不同处理路径，空中客车防务及航天公司在斯蒂夫尼奇中心对其进行了测试。模拟测试样件在发射和轨道运行时的条件，包括震动、冲击和受热的情况，例如极限温度和真空条件下。三个铝样件均满足甚至超过了测试的要求。此外，通过电解过程镀银后的滤波器进一步提升了性能。
除了3D打印，3D Systems为该项目提供了相关的服务，包括经过验证的粉体处理、材料密度控制、经过验证的后处理和可靠的质量管控。
综合效益获得提升
现在打印部件的工艺过程已经被验证，部件也满足了空中客车防务及航天公司的最高航天标准，空客公司可以开始考虑金属打印的投资回报率了。CFO对这个项目的投资回报率感到满意：周转时间快、生产成本降低且部件减重了50%！
根据空客公司，“在不浪费大量时间对部件进行优化的前提下减重一半，而且在进一步的构造设计下，重量还能下降。减重使火箭用到的推进剂减少，帮助成本下降，对支撑结构的要求也较低，这也无形中进一步降低了重量。”
“这个项目的成功开启了射频滤波器的机械和热组件更加集成化的大门，致力于减少零件数量和总体重量。我们还将考虑集成更多功能，比如测试耦合器作为滤波器的一部分或者直接集成至波导的运行中。在对部件减重的同时缩短生产时间和成本上面还有更多的潜力等待发掘。“
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