2024年12月10日,南极熊获悉,位于德国卡尔斯鲁厄的Horizon Microtechnologies获得了欧洲航天局(ESA)的Spark资助,旨在将他们的特种金属化技术应用于太空领域。这意味着Horizon的技术不仅创新,而且足够成熟,能够应对太空中极端环境带来的挑战。Horizon Microtechnologies是一家专注于小型、高精度组件制造的公司。
技术亮点:轻质耐用的太空组件
Horizon采用了一种独特的浸渍工艺来增强光聚合3D打印,这项技术可以生产出轻质且坚固的组件,特别适合用于射频(RF)天线和毫米波组件等需要高性能的地方。随着卫星制造业的发展,对轻量化且能大批量生产的组件需求也在增长。Horizon的技术通过简化专有的浸渍步骤,提供了一种既经济又高效的解决方案,为卫星产业及其他行业开辟了新的生产路径。
浸渍工艺的工作原理
Horizon所使用的浸渍工艺是一种先进的材料处理方法,它结合了传统浸渍法的优点,并引入了创新元素,以满足特定的应用需求。具体来说,将聚合物或其他基材浸入含有金属盐或金属粒子的溶液中。当基材被取出并干燥后,这些金属成分会在基材表面形成一层均匀的涂层。随后,通过化学还原或其他激活过程,金属离子转化为金属颗粒,最终在基材上形成连续的金属层。
这种工艺的关键在于控制浸渍液的成分、浓度、温度以及浸渍时间等因素,以确保金属层的质量和性能。Horizon通过精细调整这些参数,实现了对金属化层厚度、导电性和附着力的高度可控性,从而优化了组件的功能特性。此外,浸渍工艺还允许在同一基材上创建多层不同功能的涂层,例如同时具备导电性和保护性的双层结构。
Horizon开发了一种基于浸渍工艺的增强型大桶聚合微打印技术。在这种方法中,首先通过浸渍工艺在基材上形成一层预处理层,这层不仅可以提高后续印刷层的附着力,还可以作为模板指导印刷过程中的分子排列。接着,利用光刻或其他微加工技术,在预处理层上构建出所需的微细结构。由于浸渍层的存在,即使是非常复杂的几何形状也可以精确复制,同时保证了良好的机械强度和电气性能。最后,再次进行浸渍处理,将金属化层覆盖在整个结构之上,形成一个完整的功能性组件。这种方法不仅提高了组件的耐久性和可靠性,还降低了制造成本,因为它不需要昂贵的模具和复杂的后处理步骤。
ESA Spark资助的意义
Horizon的首席执行官Andreas Frölich表示:“获得ESA的Spark资助对我们来说是一个重要的里程碑。我们知道,太空应用要求最高的性能、寿命和可靠性,而ESA的支持证明了我们在这一领域的潜力。这个项目不仅让我们的技术在太空领域找到了一席之地,也为其他行业奠定了基础。如果我们的组件能在太空这样最苛刻的环境中表现出色,那么它们肯定也能满足地面应用的高标准。”
Horizon强调,他们生产的单片部件具有极高的功能性和耐用性,同时在尺寸、重量和功率(SWaP)方面也有显著改进。这种能力预计将带来新的设计方向,并推动更多进步。此外,Horizon希望通过ESA的资助,在行业内建立更高的信誉度。
高精度制造:精细到10微米
Horizon专注于生产精度高达10微米的小型、精细部件,构建体积为10厘米 x 10厘米 x 7.5厘米。这些部件可以通过金属、透明金属、导电和保护涂层进行增强,适用于MEMS(微机电系统)、电子和微流体等领域。对于射频和毫米波应用,Horizon可以生产定制化的毫米波天线、滤波器和混频器等组件,以满足特定任务的要求。此外,公司还提供模拟套件和设计服务,确保其组件能够完美融入客户的系统中。
与其他制造方法相比,Horizon的技术提供了更经济实惠的选择。例如,粉末床熔融金属部件虽然内部结构复杂,但在不需要这种复杂性的场合,Horizon的方法更加经济有效。冷金属熔合和其他类似工艺可能会增加重量,而粘合剂喷射虽然可以实现更精细的细节。相比之下,Horizon的浸渍法提供了一个更好的解决方案——即在特定应用场景中找到了经济性和功能性之间的最佳平衡,它不仅降低了成本和重量,还允许使用各种材料赋予零件新功能,使得Horizon的技术在工业应用中具有显著优势。
总之,Horizon Microtechnologies正以其卓越的技术和创新能力书写着一个光明的未来。无论是在电子封装还是航天应用领域,这家公司都展现出了巨大的潜力。随着更多项目的成功实施,相信Horizon有望成为精密制造和太空探索领域的一颗明星。
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