無需脫脂燒結(jié)，江蘇重點實驗室使用Raise3D Pro2高精3D打印密陶瓷研制介質(zhì)天線

來源：Raise3D復(fù)志科技  

隸屬江蘇省科技廳的江蘇省三維打印裝備與制造重點實驗室，于2013年7月成立，該重點實驗室位于南京，下設(shè)4個研究室和2個中試基地，共5000平方米。該實驗室主要圍繞三維打印領(lǐng)域重大需求，開展三維打印關(guān)鍵基礎(chǔ)理論與技術(shù)、三維打印成型設(shè)備及裝備研發(fā)、三維打印材料開發(fā)等方向的研究。

江蘇省三維打印裝備與制造重點實驗室擁有豐富的3D打印經(jīng)驗以及先進的設(shè)備，工程師們最近利用這些設(shè)備進行了一個新型圓極化介質(zhì)螺旋天線的研制項目。


為了制作理想的介質(zhì)天線，工程師選用了專用于射頻應(yīng)用的低損耗材料——Zetamix Epsilon 7.5陶瓷線材。Nanoe公司推出的Zetamix Epsilon線材是專門針對電子通信領(lǐng)域，并提供三種不同的介電常數(shù)，分別是2.2,4.5,7.5。打印后可直接使用無需后續(xù)的脫脂和燒結(jié)，用戶包括泰雷茲集團(THALES)等國際電子高科技公司。

由于需要測試打印樣件的實際介電常數(shù)和損耗，工程師要打印具有不同填充密度以及流量率的樣件，為了讓研發(fā)更順暢的推進，江蘇省三維打印裝備與制造重點實驗室選擇了運行穩(wěn)定的高精度FDM/FFF 3D打印機Raise3D Pro2。

Pro2最小噴嘴直徑可達0.2mm，最小層高可精確至0.01 mm，運行穩(wěn)定且與Nanoe Zetamix系列耗材高度兼容，可幫助江蘇省三維打印裝備與制造重點實驗室在研發(fā)過程中穩(wěn)定的產(chǎn)出高精度陶瓷部件。

在打印樣件時，工程師利用了Raise3D生態(tài)系統(tǒng)中的ideaMaker切片軟件對模型的填充密度進行了調(diào)整，最終將打印樣件的相對介電常數(shù)相應(yīng)地從2變化到6。此外，損耗角正切值的測試結(jié)果表明，新型Epsilon絲材是一種適用于射頻應(yīng)用的低損耗材料。

在完成樣件測試后，一個3D打印的螺旋結(jié)構(gòu)、金屬地板和同軸探針組成的圓極化介質(zhì)螺旋天線被設(shè)計、加工出來。

隨后，工程師利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)和微波暗室分別對其阻抗和輻射特性進行了測試。

實測的反射系數(shù)、軸比以及天線在5.2和5.4 GHz時的輻射方向圖均與仿真結(jié)果吻合較好，提出的介質(zhì)螺旋天線能夠提供衛(wèi)星通信所必需的寬帶圓極化輻射。與金屬同類型天線相比，該介質(zhì)天線更加輕盈且具有更高的輻射效率。

通過此次的介質(zhì)天線研制項目，江蘇省三維打印裝備與制造重點實驗室累積了豐富的精密陶瓷FDM/FFF 3D打印經(jīng)驗，為以后將迎接的挑戰(zhàn)做好了準(zhǔn)備。




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