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波音：3D打印寬帶全球衛星通信系統WGS-11+，交付時間縮短至5年！

魔猴君行業資訊 956天前

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2022年3月1日，波音公司(BA)宣布開始使用3D技術建造新一代寬帶全球SATCOM系統（WGS），縮短產品交付周期。波音公司正在建造美國空軍的新一代 WGS-11+，該系統比之前的系統具有更強的任務支持能力和抗干擾能力。通過將3D打印引入通信衛星的生產工作，波音公司公司預計能夠大幅縮短設備的交付周期，從長達10年縮短到5年。

空間系統司令部地球同步地球軌道和極地部門高級裝備負責人Col. MattSpencer說：“我們正以前所未有的速度進行生產，為我們的作戰人員提供具有高彈性、高效率和高吞吐量的WGS-11+。波音能夠將最新的商業技術快速集成到我們的基礎設備中，使我們在戰場上具有競爭優勢。”

△WGS-11+預期外觀的渲染。圖片來自波音。

3D打印可飛行部件

作為一家跨國制造商，波音公司需要在龐大的產品組合中建造和維護飛機，因此不需要斷尋求更有效的方式實現這一目標。在航空航天領域使用3D打印的困難之一是需要使制造的零部件能夠通過性能檢測等高水平監管，波音公司通過與行業伙伴進行合作克服這一問題。

例如，波音已與EOS建立合作關系。EOS曾開發一種航空級PEKK材料，專為滿足美國聯邦航空條例中規定的紫外線和阻燃標準而設計，最近這種航空PEK材料通過了Stratasys的Antero800NA燈絲的飛行認證。波音公司還在其自己的生產工作流程的多個領域中應用增材制造技術，包括建造其777X噴氣式飛機，此噴氣式飛機由具有300多個3D打印部件的GE9X發動機提供動力（與通用電氣合作）。據了解，波音與美國空軍研究實驗室和Thermwood合作，擁有能夠經濟高效地適應迭代的3D打印航空高壓釜工具。在LEO設備的制造方面，波音公司早在2017年就公布了3D打印衛星的計劃，此后它推出了具有50多個增材制造組件的SES-15系統，并利用該技術生產從金屬天線到旨在加快航天器生產的模塊化部件。

△波音777X噴氣式飛機和部分3D打印的GE9X發動機。照片來自波音

改善美國國防協調能力

自2019年簽訂合同以來，波音公司一直在全力開發美國太空部隊最新的WGS系統，這是旨在連接美國、加拿大和澳大利亞部隊的衛星系統中的第11個系統。WGS設備因為具有更高的吞吐量可以取代目前用于軍事協調的舊國防衛星通信系統。

波音公司已成功在702X衛星研發中取得一些進步，并希望將這些優勢提升到一個新的水平。WGS-11+圍繞相同的相控陣技術構建，將能夠同時產生數百個電子控制波束，為用戶提供超過現有WGS衛星兩倍的任務容量。更重要的是，像720X一樣，每個單獨的光束都可以根據特定操作進行調整，提高了解決任務的靈活性和響應能力。WGS-11+也可以使用雙極化縮小波束寬度防止干擾。為了實現改進衛星的目標，波音公司在去年底與美國太空部隊會面，此時他們已在進入生產階段前通過了關鍵的設計審查。波音公司承諾在系統建設中使用先進的制造方法，例如3D打印，這能夠降低顯著的成本、縮短交貨時間并提高系統性能。

通過增材制造數千個WGS-11+部件預計能夠將通常需要7到10年的交付時間縮短至僅5年，而完成的系統現已計劃在2024年交付。

波音衛星部門副總裁Troy Dawson說：“我們正在為WGS-11+打印一千多個零件，能夠以提高系統性能的方式進行定制，而無需大量的集成時間或定制工具，我們了解速度對任務的重要性，應用3D打印能夠提高解決問題的速度。”

3D打印信號增強型衛星

波音并不是唯一一家通過3D打印技術縮短衛星的交付周期和提高最終性能的航空航天制造商。2021年初，Airbus透露，它已設法將 500 多個射頻部件集成到Eutelsat的Hotbird衛星中，例如開關組裝網絡和多波導塊，以提高廣播能力。 Fleet Space還公布了在2022年發射全3D打印“Alpha”衛星的計劃。該系統主要通過先進的波束成形技術進行建造，通過增材制造的金屬天線陣列發揮作用，具有數字信號處理能力，旨在連接更多的用戶。