Opterus R&D 使用 AON3D 打印机和 OOA 预浸料来构建其可折叠 CFRP 卫星结构的工具、原型和最终用途版本。
Opterus 的碳纤维复合材料吊杆，如图所示，采用高应变复合材料设计，可以折叠起来以便紧凑地存放在航天器上。在太空中，吊杆将展开并延伸到航天器外部，作为其他仪器的支撑结构。
照片来源，所有图片：AON3D
Opterus Research and Development（美国科罗拉多州拉夫兰）成立于 2015 年，生产高度专业化、可部署的航天器结构——这意味着可折叠或可弯曲的组件，例如天线反射器、太阳能电池阵列或吊杆，设计用于轻松连接和存储到卫星或发射车辆。
该公司表示，高性能、可折叠且紧凑的空间就绪结构的关键是其在开创性高应变复合材料 (HSC) 方面的工作，或经过调整以实现比典型刚度高得多的变形和应变水平的复合材料——驱动复合材料。多亏了 HSC，Opterus 声称它的一些可展开结构（最长可达 30 米）能够展开高达其折叠收起长度的 100 倍。
该公司为其客户提供全方位的服务，从零件设计到模拟、分析、工具开发以及通过烤箱固化的航空级预浸料进行小批量制造。在过去的几年中，Opterus于 2019 年从AON3D（加拿大魁北克省蒙特利尔）收购了一台AON M2+打印机，从而增加了复合 3D 打印的能力。
如今，Opterus 表示，它在整个产品开发生命周期中都使用 3D 打印，从概念开发到最终使用的复合材料部件。“当我们试图了解如何设计和制造这些架构时，我们确实需要开发早期的概念验证演示，并且我们利用测试构建过程来了解这些高级结构在空间域中的行为方式，”解释说Opterus 业务发展总监 Erik Pranckh 在最近由 AON3D 发布的案例研究视频中。
最初选择 AON M2+ 是因为它能够使用高温材料打印，适合直接打印复合材料模具。Opterus 设计模具和工具，然后使用索尔维（比利时布鲁塞尔）的 Ketaspire PEEK AM Filament CF10 LS1打印，这是一种碳纤维填充的聚醚醚酮 (PEEK)。“CF PEEK 组件的一个很好的特性是在预浸料固化温度下的机械稳定性与材料的低 CTE [热膨胀系数] 相结合，这确保了高温加工后尺寸准确的部件，”产品和制造商 Eric Beardslee 说。 AON3D 的内容营销经理。
M2+ 通过基于挤出的工艺运行，特别是熔丝制造 (FFF)，其中打印丝被送入挤出机头并通过加热喷嘴。根据 Beardslee 的说法，Opterus 使用的碳纤维填充 PEEK 材料等高性能材料需要在恒定的高温成型室温度下进行加工，以“最大限度地提高零件的机械、热和化学性能，同时减少印入压力和翘曲。” 出于这个原因，M2+ 在高温下运行——通过喷嘴高达 500°C，在构建室中高达 135°C，在构建表面高达 200°C。
这种用于卫星天线部分的碳纤维/PEEK 模具是通过 Opterus 的 AON M2+ 打印机打印的。此处显示它固定在一个更大的机加工石墨模具上，该模具将用于制造全尺寸卫星。
打印后，可以添加环氧树脂或特氟龙胶带以掩盖或平滑层线；否则，几乎不需要后处理。
AON M2+ 支持 450 × 450 × 565 毫米（约 1.5 × 1.5 × 1.9 英尺）的构建体积，这适合 Opterus 的大部分可部署空间结构工具的需求。对于较大的工具，使用金属或石墨的传统机加工。
“我在 Opterus 所做的事情最让我兴奋的是，我们有可能完全颠覆空间结构的设计方式，并颠覆可部署空间结构的当前技术水平，”复合材料负责人 Patrick Rodriguez 指出翼龙。
