进入一个新的生态系统,尼康大举投资3D打印天线公司Optisys

日本光学制造巨头尼康在增材制造 (AM) 领域占有相当大的份额已有一段时间,其对该领域的兴趣最近才有所升级。其中包括收购服务局 Morf3D,随后以 6.22 亿美元收购增材设备制造商 (OEM) SLM Solutions,根据3D科学谷的市场分析,凭借其光学领域的造诣,尼康收购SLM Solutions将对SLM Solutions金属3D打印过程的实时监测、质量控制带来新的提升。

尼康随后收购了 Hybrid Manufacturing Technologies (HMT) 的多数股权,这是一家拥有将 AM 与传统 CNC 加工相结合的平台的 OEM。

近日,尼康宣布对 Optisys进行另一项新投资,根据3D科学谷的市场观察,尼康投资Optisys或与尼康收购SLM Solutions。Optisys是一家先进的天线和雷达产品供应商,该公司使用SLM Solutions 公司的SLM®500设备进行航天零部件的生产,其生产的增材制造零部件已在众多航天项目中投入使用,其中也包含登月任务。

Optisys_天线_13D打印天线
© Optisys

block 高度集成的零件

Optisys还为客户提供完善而广泛的解决方案,诸如天线及雷达应用中的进料装置、切槽面板、相控阵等解决方案,从海事领域到航天领域均有使用。与传统的生产技术相比,Optisys 的设计通常具有 AM-增材制造来制造的技术优势,其设计有助于大量简化,例如,通过将多个天线组件减少到单个部件中。

Optisys_天线_2高度集成的3D打印天线
© Optisys

Optisys公司对选区金属熔融3D打印技术带来的多种优势特别感兴趣,现在零部件可以进行拓扑优化,实现重量轻、体积小且强度高的设计,既满足了零件本身的质量要求,同时也能满足太空极端环境中的使用需求。3D科学谷了解到在Optisys制造的功能集成式的3D打印天线案例中,相比传统工艺制造的天线重量降低了95%以上,交货期由11个月减少为2个月,生产成本减少了20%-25%。

Optisys_天线_3© Optisys

根据3D科学谷的市场了解,Optisys通过SLM Solutions的SLM®500设备生产航天项目中的天线等零部件,从近地轨道使用的产品到太空探测器,增材制造的零部件必须能够应用于整个恶劣且多变的太空环境。对于用于严苛环境下运行的零部件而言,大气环境下的氧原子运动就如同喷砂一般,但是在其他星球上,零部件则需要承受住高温负荷以及极端温度循环。目前,通过SLM®500设备生产的零部件不仅实现了轻量化,其优异的性能也能够在各种极端环境下使用。

多激光选区激光熔化设备SLM®500最多可配置4个同时运作的700W激光器。设备配备有闭环的粉末处理系统、自动化粉末筛分与供应系统,在成型过程中操作人员无需接触粉末。可更换的成型缸能够最大限度地降低设备的停机时间,从而最大程度地提高生产率,并降低单个零部件的生产成本。由于在采用了智能装配,Optisys可以在一次成型过程中使用SLM®500进行多个独立零部件的生产,其带来的高效与灵活是传统制造工艺不可能实现的。

block 设计和工艺两方面发力

Optisys 公司的核心竞争力来自于设计和增材制造工艺两个方面。在产品的设计和性能方面,Optisys获得了提升的空间,通过金属3D打印设备,Optisys可以制造出以往难以制造的复杂结构,包括天线中的晶格结构。

根据3D科学谷的市场研究,点阵晶格结构是一种复杂结构,不仅仅起到轻量化的作用,还可以使结构获得材料最低填充量的同时满足结构刚性的需求,并且还可以吸收冲击能量以减缓振动或者达到噪声绝缘的目的。晶格结构的超轻型结构适合用在抗冲击/爆炸系统、或者充当散热介质、声振、微波吸收结构和驱动系统。

Valley_Wireless_13D打印天线的技术逻辑

© 3D科学谷

Optisys 公司在进行天线仿真设计时使用了ANSYS工具。据了解,传统的RF工程设计是一个漫长的过程,主要步骤包括:1)手工计算 2)原型设计 3)测试 4)手动调谐。然后回到步骤1并迭代直到设计符合要求。这个过程可能需要一年或更长时间来处理可以在系统中使用的最终设计。而仿真工具的使用使产品设计周期减少到几个月,并且最后的产品通过RF测试无需额外的调整。

据悉,尼康在增材制造和先进制造技术方面的投资和专业知识使 Optisys 能够进入一个新的生态系统,尼康将使 Optisys 能够将增材制造的天线带入商业和政府应用中最苛刻的细分市场的主流。

知之既深,行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络,3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析,请关注3D科学谷发布的白皮书系列。

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