太空領(lǐng)域的增材制造越來越受到研究人員的關(guān)注，此前已有多種3D打印制造的零件、設(shè)備應(yīng)用于太空項目。進(jìn)一步，將增材制造技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)星的生產(chǎn)線中，能否使得衛(wèi)星的生產(chǎn)線和汽車、飛機(jī)的生產(chǎn)線一樣便捷、快速呢？

△WGS-11+ 衛(wèi)星的預(yù)期外觀渲染圖。。

2022年3月，航空航天制造商Boeing波音公司推出了新的高性能小型衛(wèi)星生產(chǎn)和測試設(shè)備，期望通過增材制造加快周期時間。

此生產(chǎn)和測試設(shè)備占地100萬平方英尺，位于El Segundo世界上最大的衛(wèi)星工廠內(nèi)，由波音的子公司Millennium Space Systems提供制造技術(shù)。為了加快小型衛(wèi)星的交付時間，該設(shè)備將3D打印制造技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)星制造中，預(yù)計將于2022年底全面投入運營。

波音航天與發(fā)射部高級副總裁 Jim Chilton說：“波音將波音的生產(chǎn)專業(yè)知識、領(lǐng)域知識和制造能力與 Millenium 的快速制造性和快速原型設(shè)計相結(jié)合，正在不斷地擴(kuò)展和發(fā)展，以滿足客戶的多種要求?！?/span>

3D 打印太空部件

●早在 2017 年，波音就公布了3D 打印衛(wèi)星的計劃，并在此期間發(fā)射了包含50多個3D打印組件的SES-15衛(wèi)星。

●波音公司與Titomic Kinetic Fusion (TKF) 3D打印工藝背后的公司Titomic合作，研究可持續(xù)鈦粉在空間系統(tǒng)增材制造零件中的應(yīng)用。波音公司將提供設(shè)計知識和工程專業(yè)知識，使Titomic能夠順利展示它的TKF工藝。

TKF：冷噴涂工藝。冷噴涂技術(shù)在制造業(yè)中并不少見，因為它經(jīng)常被用作涂布或修理零件的一種方式。Titomic開發(fā)的Titomic Kinetic Fusion的技術(shù)采用與冷噴霧類似的工藝，逐層建立鈦零件，而不是簡單地涂覆表面。

●波音公司開始使用3D打印來增加為美國太空部隊生產(chǎn)的寬帶全球衛(wèi)星通信衛(wèi)星的產(chǎn)量。波音公司已將增材制造引入衛(wèi)星的制造流程中，以將交貨時間從10年顯著縮短至5年。

△帶有 3D 打印部件的 SES-15 衛(wèi)星。

縮短衛(wèi)星的制造周期

在新的衛(wèi)星生產(chǎn)設(shè)施中，波音和Millenium Space Systems公司將利用先進(jìn)的增材制造技術(shù)為客戶提供更快的交付時間。 該生產(chǎn)線結(jié)合了基于模型的系統(tǒng)工程、數(shù)字設(shè)計工程和可制造性設(shè)計，能夠在同一條裝配線上生產(chǎn)不同安全級別的小型衛(wèi)星，并且還將提供專門為小型衛(wèi)星量身定制的環(huán)境測試能力。

Millenium Space Systems首席執(zhí)行官Jason Kim表示：“了解安全協(xié)議以及如何構(gòu)建安全系統(tǒng)對于國家空間安全至關(guān)重要，而這是Millenium和波音公司擅長的領(lǐng)域。我們很高興能夠利用這樣的能力來支持我們客戶的關(guān)鍵任務(wù)?！?/span>

Jim Chilton說：”由于我們的客戶對交付時間的要求越來越嚴(yán)格，所以我們期望建造衛(wèi)星的生產(chǎn)線就像飛機(jī)或汽車生產(chǎn)線一樣，為此采用了精益生產(chǎn)原則和先進(jìn)的制造技術(shù)加速交付并節(jié)約成本。”

該設(shè)施于2021年9月進(jìn)行初始運營，預(yù)計將在 2022 年底全面投入運營。

Kim補(bǔ)充道：“Millenium的文化以‘創(chuàng)新太空’為基調(diào)，我們正在將這種文化帶入我們的制造設(shè)施，利用比兩個專業(yè)曲棍球場還大的制造空間，快速建造大型高性能小型衛(wèi)星?！?/span>