光學(xué)系統(tǒng)器件需要能夠滿足高剛度、高強度和高穩(wěn)定性的需求，從而能夠承受惡劣的機械和熱環(huán)境，并確保光學(xué)性能。盡管傳統(tǒng)的光學(xué)組件制造工藝已經(jīng)達到了極高的技術(shù)水平，但仍屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，在保證光學(xué)系統(tǒng)性能方面仍存在挑戰(zhàn)。

增材制造技術(shù)能夠簡化光學(xué)器件的制造流程，縮短交貨期并降低材料消耗。更重要的是，增材制造技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)功能集成的優(yōu)化設(shè)計方案，尤其在衛(wèi)星光學(xué)系統(tǒng)制造領(lǐng)域，增材制造技術(shù)能夠滿足用戶對輕型光學(xué)系統(tǒng)不斷增長的需求，并實現(xiàn)下一代高附加值光學(xué)器件的制造。

陶瓷3D打印企業(yè)3DCeram 基于其光固化陶瓷3D打印技術(shù)，開發(fā)了優(yōu)化陶瓷優(yōu)化光學(xué)基板增材增材制造工藝3DOptic，并通過該工藝開發(fā)納米衛(wèi)星望遠鏡中所需的光學(xué)鏡面。光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計人員能夠通過3DOPTIC 工藝探索衛(wèi)星陶瓷光學(xué)鏡面的創(chuàng)新性設(shè)計，包括半封閉式后背結(jié)構(gòu)、整合式介面、隨形肋。

下一代衛(wèi)星光學(xué)鏡面

以下是納米衛(wèi)星望遠鏡中安裝的氧化鋯陶瓷3D打印鏡面。

紅色組件由TA6V鈦合金3D打印而成，3D打印陶瓷鏡面能夠與其輕松組裝在一起。

根據(jù)3DCeram，增材制造工藝為衛(wèi)星光學(xué)鏡面制造所帶來的技術(shù)優(yōu)勢包括：

質(zhì)量/剛度比優(yōu)化（3D打印肋厚度限制為0.2mm；機加工為1mm）；

新的機械和熱功能，例如密封通道或順應(yīng)性機構(gòu)；

僅打印所需材料的能力。

Review

增材制造在制造下一代光學(xué)器件方面的優(yōu)勢正在應(yīng)用實踐中得到驗證。以下兩個案例展示了增材制造技術(shù)在實現(xiàn)減重和實現(xiàn)復(fù)雜設(shè)計方面的能力。

l 減重73%，但保持性能

l  5G 陶瓷波束成形天線透鏡

另一種基于納米射流工藝的陶瓷3D打印技術(shù)在5G光束成形透鏡制造中，以實現(xiàn)包括許多空球形球設(shè)計，克服了5G波束成型天線透鏡的開發(fā)挑戰(zhàn)。該透鏡天線可以安裝在一系列小型天線饋源的頂部，天線饋源陣列連接到波束切換電路。球形中的每個腔位于天線饋源的頂部，用作半球中正確角度的波導(dǎo)，這樣可以支持同時的多光束。

《3D打印與陶瓷白皮書1.0》