HITAMAiSPA

Ausgangssituation / Motivation

In diesem Projekt wird eine Strategie zur Herstellung von Satellitenantennen unter Verwendung von Hochleistungspolymeren mittels Additive Manufacturing (AM) entwickelt und durch Oberflächenmetallisierungstechniken funktionalisiert.

Inhalte und Zielsetzungen

Die vorgeschlagene Anwendung basiert auf einer Antennenanordnung, die eine globale Abdeckung gewährleistet und eine signifikante Reduzierung der Höhe im Vergleich zu den traditionellen Global-Hornantennen darstellt und Bauraumeinschränkungen dieser Art von Antennen reduziert. AM ermöglicht das Design der Antennenanordnung aus wenigen Einzelteilen, was die sehr zeitaufwändigen Montage- und Testphasen sowie die Bereitstellung leichter, nutzungsreduzierender Teile vereinfacht.

Um dieses Ziel zu erreichen, ist es notwendig präzise AM-Teile mit geringer Oberflächenrauheit herzustellen und zusätzlich die notwendige (thermo-)mechanische Leistung für den Einsatz in extremen Umgebungen (z.B. hohe Temperaturschwankungen von -50 bis 300 °C, Vakuum) sicherzustellen. Daher ist es unerlässlich, ein Polymer als Basismaterial zu verwenden, das sowohl hohe Temperaturen als auch Temperaturzyklen verträgt.

Methodische Vorgehensweise

Diese anspruchsvolle Aufgabe wird durch die Verwendung neu entwickelter Polymermaterialien erreicht, die über die Hot Lithography Technologie von Cubicure zugänglich sind, einer einzigartigen Stereolithographietechnologie, die ein großes Potential für neue Hochleistungs-AM-Materialien bietet (d.h. Harzformulierungen mit Viskositäten bis zu 20 Pa s bei Verarbeitungstemperaturen von bis zu 120 °C).

Das Potenzial eines speziell entwickelten hochtemperaturstabilen Polymermaterials, das nach dem Hot-Lithography-Verfahren hergestellt gedruckt kann, wird dabei im Rahmen des Projektes untersucht.

Anschließend müssen solche hochleistungsfähigen polymeren AM-Teile behandelt werden, um eine metallische, gleichmäßige Oberfläche mit guter Haftung zur Funktionalisierung der AM-Teile zu erhalten. Dafür wird ein nasschemisches Verfahren eingesetzt, das eine gleichmäßige Aktivierung und Metallisierung durch verschiedene Schichten (z.B. Cu oder Ag) der äußeren und inneren Bereiche auch komplexer Strukturen gewährleistet.

Erwartete Ergebnisse

Daher wird das vorgeschlangene Konzept nicht nur von der Einführung der Oberflächenmetallisierung in den neu entwickelten AM-Workflow profitieren, sondern auch von der Anpassung des nasschemischen Beschichtungsprozesses auf das entwickelte Stereolithographieharz.

Neben der Herstellung und Beschichtung solcher AM-Antennensysteme ist die Charakterisierung der Komponenten und die Verbesserung des Zusammenspiels der einzelnen Schritte von großer Bedeutung. So werden letztlich leichte Antennensysteme für Luft- und Raumfahrtanwendungen mit langer Lebensdauer und hervorragender Gesamtleistung konzipiert und additiv gefertigt.

Das Projekt HITAMAiSPA verfügt über ein ausgeprägtes Innovationspotenzial für Satellitenkommunikationssysteme und die Raumfahrtindustrie und kann auch über den Projektumfang hinaus Erkenntnisse liefern, z.B. für die Verwendung von polymerbasierten, metallisierten Bauteilen wie anderen passiven HF-Komponenten (z.B. Filtern) oder Wärmetauschern.

Projektleitung

CEST Zentrum für Elektrochemie und Oberflächentechnik

Projektpartner:innen

• Cubicure GmbH
• TTI NORTE S.L.

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