Ежегодная конференция операторов и пользователей сети спутниковой связи и вещания в России

Thales Alenia Space экономит время и деньги благодаря 3D-печати

Кендалл Расселл
edge
Опоры антенн телеметрической и командной связи Koreasat. Фото: Thales.

Thales Alenia Space добилась массовой экономии времени и расходов на изготовление продукции благодаря 3D-печати. Об этом заявил Флоран Лебрюн, глава отдела разработки космических антенн компании. По его словам, этот процесс позволит Thales не только сократить время производства определенных компонентов, но и сэкономить до 50 процентов на расходах на каждую деталь.

Компания начала эксперименты с 3D-печатью, или технологией послойного синтеза, в 2013 году, когда были созданы ее первые демонстрационные изделия. В 2015 году Thales впервые применила синтезированную таким способом деталь на спутнике дальней связи: кронштейн рупорной антенны для TurkmenAlem52E/MonacoSat. В том же году, добавил Лебрюн, компания также изготовила восемь титановых антенных фитингов для Arabsat 6B.

Теперь, два года спустя после запуска SGDC 1, Telkom 3S и Koreasat 7, на орбиту выведено уже около 80 синтезированных 3D-деталей, и в этом году произведено дополнительно более 120 штук для будущих применений.

Одним из главных преимуществ 3D-печати, по словам Лебрюна, является то, что она открывает принципиально новые возможности в конструкторской сфере. «Эта технология позволяет создавать больше новых форм, чем представлялось возможным раньше. Можно создавать механически более сложные и эффективные формы, – уточнил он, приведя в качестве примера детали с криволинейными изгибами и полостями. – Для нас это является значительным преимуществом, так как из аналогичной массы материала мы можем сделать, например, фитинги с более высокой стойкостью к тепловым деформациям».

Стоимость производства детали с помощью традиционных технологий может экспоненциально возрастать по мере усложнения ее конструкции. «При технологии послойного синтеза этого не происходит», – подчеркнул Лебрюн. Так как 3D-печать позволяет изготовлять сразу монолитные конструкции – в отличие от традиционного метода, предполагающего сборку отдельных деталей в один компонент – она обеспечивает значительное сокращение веса и затрат, при этом также потенциально предлагая новые функциональные возможности.

Ярким примером могут служить послойно синтезированные трубные опоры силовой установки, которые Thales установила на первую группу спутников Iridium Next. «Теперь усилия наших разработчиков направлены на интеграцию в одной детали нескольких функций: механических, тепловых и радиочастотных», – отметила Флоранс Монредон, менеджер по развитию технологий послойного синтеза Thales.

Инженеры Thales могут применять 3D-печать для того, чтобы использовать все преимущества нового метода конструирования, называемого топологической оптимизацией. Согласно Лебрюну, проектирование той или иной конструкции осуществляется непосредственно путем расчетов после того, как инженеры введут в систему ряд ограничительных параметров – например, по объему пространства. «Сегодня все эти детали конструируются с помощью технологии топологической оптимизации, – заявил он. – Это позволяет получать очень эффективные, органически правильные формы».

Еще одно дополнительное преимущество 3D-печати состоит в том, что инженеры Thales могут использовать те же материалы, которые традиционно использовали и раньше. Лебрюн, в частности, назвал алюминий и титан. Компания выбрала титан за его малый коэффициент теплового расширения, а алюминий – за его малый вес.

Лебрюн также отметил, что сокращение времени проектирования благодаря 3D-печати дает компании возможность тестирования множества конфигураций и повторного проектирования, прежде чем будет получен конечный продукт. По словам Лебрюна, Thales Alenia Space продолжит исследовать возможности применения деталей, созданных при помощи 3D-печати, на космических аппаратах, и считает, что эта технология позволит компании коренным образом улучшить характеристики полезной нагрузки спутников по мере движения в будущее. «С этой технологией мы можем делать более компактные системы, при этом также сокращая их массу, – сказал Лебрюн. – Следовательно, можно будет поставить на спутник большее количество антенн, и такие глобальные преимущества будут представлять большой интерес для наших заказчиков».

«Это только начало истории», – добавил он.
***