11 فوریه 2021توسط کوین مک اندروز ، آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی
آنا استوم ، مهندس برق آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی ایالات متحده ، تنظیمات مربوط به آرایه ای را در داخل محفظه ای را در آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی ایالات متحده در واشنگتن ، دی سی ، 5 سپتامبر 2019 انجام می دهد.
کارشناسان آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی ایالات متحده آنتن ها و آرایه های چاپ شده 3-D را برای پیشرفت فناوری رادار و فعال کردن برنامه های جدید برای نیروی دریایی ایالات متحده ایجاد و آزمایش کردند.
تولید سبک و سریع قطعات چاپ شده 3-D آن را به گزینه ای جذاب بجای تولید سنتی تبدیل می کند که اغلب به مواد گران قیمت و تجهیزات ویژه نیاز دارد.
مهندس برق NRL آنا استوم گفت: “چاپ 3 بعدی راهی برای تولید نمونه های اولیه سریع و گذر از تکرارهای مختلف طراحی بسیار سریع و با کمترین هزینه است.” “وزن کم قطعات چاپ شده همچنین به ما این امکان را می دهد تا فناوری را به کاربردهای جدید برسانیم ، جایی که وزن زیاد قطعات فلزی جامد باعث محدود کردن ما می شود.”
سیستم های راداری وظایف حیاتی را برای نیروی دریایی انجام می دهند و همچنان بخش مهمی از ناوبری دریایی و دفاع ملی هستند. قطعات آنتن ها و آرایه ها ، که چندین آنتن متصل به هم هستند و به صورت یکسان کار می کنند ، ممکن است به طور غیر منتظره ای خراب شده و نیاز به تعویض داشته باشند. به طور سنتی قطعات ازجنس فلز سفارش داده می شوند یا به طور پیچیده ای تولید می شوند که تولید آنها گاهی هفته ها طول می کشد. قطعات راداری چاپ شده 3-D ، مانند آرایه ای استوانه ای ، که دید 360 درجه را فراهم می کند ، به دلیل کاهش ماشینکاری و زمان مونتاژ ، با استفاده از روش های سنتی در عرض چند ساعت در مقابل چند روز قابل تولید است.علاوه بر مزایای تولید ، هزینه نسبتاً کم مواد چاپ 3 بعدی محققان را قادر می سازد نسخه های مختلف قطعات را با حداقل سربار آزمایش کنند. نمونه های اولیه کامل را می توان با استفاده از روش های سنتی تراش داد.
استوم گفت: “ما نمی خواهیم بگوییم كه ما باید همه چیز را 3 بعدی چاپ كنیم و روی كشتی بگذاریم زیرا این واقع بینانه نیست.” “ما لزوماً نمی دانیم که چگونه در آن محیط حفظ می شود. برای ما ، این راهی برای آزمایش تکرارهای بیشتر طراحی در مدت زمان کوتاه است.”
استوم و همکارانش در حال بررسی چگونگی استفاده از برنامه های محدود به وزن و اندازه ، مانند هواپیماهای بدون سرنشین یا کشتی های کوچک هستند که می توانند از قطعات چاپ شده 3-D بهره مند شوند. بسیاری از نمونه های اولیه 3-D با استفاده از نایلون سبک وزن در مرکز تحقیقات آزمایشگاه های سیستم های خودمختار NRL چاپ می شوند. پس از چاپ قطعه ، فرآیندی به نام آبکاری انجام می شود.
در طی فرآیند آبکاری ، یک لایه نازک از فلز به قسمت چاپ شده اعمال می شود. آبکاری سطح رسانایی دستگاه را فراهم می کند تا همانطور که در نظر گرفته شده است تابش یابد. چیزی که فقط با پلاستیک به تنهایی امکان پذیر نیست. نتیجه یک نمونه اولیه سبک است که پس از آن می توان برای ویژگیهای مختلف مانند زبری سطح – یک عامل اصلی در عملکرد عناصر آنتن ، ارزیابی کرد.
علی رغم محدودیت های فعلی ، تحقیقات در NRL از دور همچنان پیشرفت می کند. در اواخر سال جاری ، استوم و همکارانش قصد دارند نمونه های دیافراگم آرایه استوانه ای نمونه اولیه را برای نمایش رادار نظارت باند X در یک محیط آزمایشگاهی به نمایش بگذارند. رادار نظارت باند X برای جستجو در منطقه اطراف یک سکوی خاص مانند یک کشتی ساخته شده است. آنها با استفاده از فوتونیک مایکروویو و فیبرهای نوری آرایه های استوانه ای را در دکل های رگ های کوچکتر بررسی می کنند.
در سال 2021 ، تیم قرار است آزمایشات میدانی را بر روی نمونه اولیه انجام دهد. این نمایش در آخرین سال تلاش چهار ساله آنها برای کاربردی تر کردن آرایه در سیستم عامل های کوچکتر و نشان دادن نحوه استفاده از آرایه ها به راحتی با فیبرهای نوری خواهد بود. بودجه این تحقیق از طریق بودجه پایه NRL تأمین می شود.
