宇宙空間にて3Dプリンターで人工衛星アンテナを製造する技術を開発 三菱電機

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3Dプリンターによる小型人工衛星でのアンテナ製造工程イメージ(アンテナ製造開始から運用状態まで)

三菱電機は2022年5月17日、宇宙空間にて3Dプリンターで人工衛星アンテナを製造する技術を開発したと発表した。

同社は今回、サポート材が不要なフリーフォーム3D積層造形を真空中で可能とすべく、3Dプリンターや紫外線硬化樹脂を新たに開発している。

3Dプリンターは、アンテナ部材の支柱やアンテナの角度調整用モーターと共用化しており、小型衛星にも搭載できる。小型衛星でも大開口のアンテナを備えられるほか、従来のアンテナ反射鏡で必要とされていた打ち上げ時の振動や衝撃に耐える構造が不要となるため、人工衛星の軽量化や打ち上げコストの削減に寄与する。

人工衛星のサイズを上回る165mm径のアンテナ反射鏡を大気中で試作したところ、Ku帯(13.5GHz)で23.5dBの利得を確認した。

開発したアンテナ反射鏡製造3Dプリンター

紫外線硬化樹脂は、真空中での押出と硬化に適した安定性を有する。基礎材料の高分子量オリゴマーに真空オイルを可塑剤として加え、硬化阻害剤および光硬化開始剤を配合した。低圧による樹脂の蒸発や、酸素がないことによる急速な硬化を防ぐ。

真空中(0.2kPa以下)でアンテナを試作したところ、宇宙空間での使用に十分な400℃の耐熱性を有することが確認できた。また、太陽光を樹脂硬化向けの紫外線光源として用いることで、低消費電力でアンテナ反射鏡を製造できる。

紫外線光源を用いた真空中での試作(ノズル、回転モーター周囲を拡大)

今回開発した技術を用いることで、通信や自然観測、センシングなど、さまざまな用途での人工衛星の利用促進が期待される。

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