天線被廣泛應用在商用飛機、軍用飛機、衛星，無人機以及地面上的電子終端中。然而，目前的天線，特別是航空航天中使用的RF天線，在重量方面還需要進一步減輕，天線的設計也有繼續優化的空間。美國的創業型企業Optisys公司，通過仿真技術和金屬3D打印設備對天線進行了設計優化與製造，在實現天線輕量化方面取得了進展。
輕量化與功能集成
製造天線系統的傳統方式包括多種工藝，例如釺焊和浸入式電火花加工，天線的平均開發週期為8個月。Optisys公司採用的天線製造方式是通過選擇性激光熔化金屬3D打印機進行天線的直接製造。
為了驗證3D打印工藝，Optisys公司製造了一個天線陣列。在設計3D打印天線時，Optisys將曾經由上百個組件組成的天線設計優化為單一的功能集成式的天線。
Optisys公司表示，這種功能集成式的3D打印天線，相比傳統工藝製造的天線重量降低了95%以上，交貨期由11個月減少為2個月，生產成本減少了20%-25%。
3D 科學谷REVIEW
Optisys 公司的核心競爭力來自於設計和增材製造工藝兩個方面。在產品的設計和性能方面，Optisys獲得了提升的空間，通過金屬3D打印設備，Optisys可以製造出以往難以製造的複雜結構，包括天線中的晶格結構。
根據3D科學谷的市場研究晶格結構是一種複雜結構，不僅僅起到輕量化的作用，還可以使結構獲得材料最低填充量的同時滿足結構剛性的需求，並且還可以吸收衝擊能量以減緩振動或者達到噪聲絕緣的目的。晶格結構的超輕型結構適合用在抗衝擊/爆炸系統、或者充當散熱介質、聲振、微波吸收結構和驅動系統。
Optisys 公司在進行天線仿真設計時使用了ANSYS工具。據瞭解，傳統的RF工程設計是一個漫長的過程，主要步驟包括：1）手工計算 2）原型設計 3）測試 4）手動調諧。然後回到步驟1並迭代直到設計符合要求。這個過程可能需要一年或更長時間來處理可以在系統中使用的最終設計。而仿真工具的使用使產品設計週期減少到幾個月，並且最後的產品通過RF測試無需額外的調整。
在增材製造設備方面，Optisys 已安裝了Concept Laser 的Mlab 金屬3D打印設備, 並在今年2月安裝了EOS 的M 280 金屬3D打印設備， 該設備能夠滿足Optisys大多數型號微波天線的生產需求。在EOS 設備的鋁和不鏽鋼打印參數的基礎上，Optisys 進一步開發了微波天線的定製參數。
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