3D打印技术参考于近日注意到，一款直径达0.6米的碳化硅遥感卫星反射镜成功使用3D打印技术制造，并完成了光学加工和镀膜，性能通过用户测试。该事件标志着采用光固化3D打印技术制造SiC陶瓷的技术路线成功得到验证，也标志着国内在大尺寸陶瓷3D打印应用方面取得重大进展。据 了解，此次打印项目采用了乾度高科 “米级”高精度光固化陶瓷 3D 打印机。
遥感卫星反射镜是卫星光学系统中的关键部件，随着卫星技术的不断进步，对反射镜的要求越来越高。碳化硅（SiC）材质因其具有优异的机械性能、热稳定性和光学性能，成为制造高性能遥感卫星反射镜的重要材料。传统制造碳化硅反射镜的过程复杂，存在加工误差大、材料浪费严重、复杂结构难以制造、成本高、周期长等多方面挑战。而3D打印技术为碳化硅反射镜制造提供了革命性的技术方案，尤其在复杂设计、形状优化以及生产周期和成本控制方面。
接下来，3D打印技术参考将介绍，该大尺寸碳化硅遥感卫星反射镜的制造过程。
SiC反射镜光固化3D打印制作流程
光固化3D打印SiC反射镜的制作流程包括原料准备、3D打印、后续处理、性能评估与检测以及成品制备与应用等多个步骤。
1. 材料选择
光固化3D打印的碳化硅反射镜通常采用碳化硅陶瓷粉末和光敏树脂的复合材料。需要 确保碳化硅粉末能够在树脂中均匀分布； 树脂必须对紫外光有较强的反应能力，能在短时间内固化； 材料在光固化后需要经过高温处理（烧结），确保最终制品的力学性能和热稳定性。
常见的光固化树脂包括环氧树脂、丙烯酸树脂等，这些树脂能够与碳化硅粉末良好结合，并能在紫外光照射下快速固化。
2. 3D打印机选择
为保证反射镜的高精度，选择合适的光固化3D打印机至关重要。乾度高科针对碳化硅材料光固化3D打印的难点开展了长期研发，专门为高固含量陶瓷浆料高精度成型开发了桌面级和工业级3D打印机。打印过程中，使用柔性刮刀和光强补偿技术来确保浆料的均匀分布与固化，实现了高固含量纳米碳化硅材料的高精度打印成型。
在此次0.6米SiC陶瓷遥感卫星反射镜的制备中， 乾度高科利用了其“米”级陶瓷3D打印装备。该设备可实现1200×900×500mm大幅面打印，将助力碳化硅陶瓷的应用领域将进一步扩展，提升碳化硅陶瓷3D打印的精度和效率，同时降低成本。 使得更加复杂和精细的结构成为可能，进而推动新的设计和应用的出现。
3. 后处理：脱模与烧结
打印完成后，需要将打印件从打印平台上取出，并进行必要的清洗，去除表面未固化的树脂。 由于打印件中含有大量光敏树脂，必须进行脱脂处理。 这一过程通常通过在高温炉中加热进行，去除树脂的有机成分，准备进行烧结。
经过脱脂处理后，反射镜进入烧结阶段。将打印件在高温炉中加热至碳化硅的烧结温度，通常在1600-2000℃之间。烧结过程将使碳化硅粉末相互结合，形成致密的陶瓷结构。烧结时要控制升温速度和保温时间，以避免反射镜因应力不均而发生变形。
4. 表面处理与抛光
烧结后的反射镜表面往往较为粗糙，需进行进一步的机械抛光或化学抛光处理，以提高其表面光滑度和光学性能。由于遥感卫星反射镜对表面精度要求极高，通常需要进行多次抛光，确保反射镜表面具有足够的光学反射能力。
SiC反射镜光固化3D打印关键技术难点
采用光固化3D打印技术能够制造极为精细且复杂的几何形状，但其在陶瓷3D打印方面具有多方面的加工挑战。
首先是材料均匀性控制。碳 化硅粉末和树脂的混合均匀性直接影响打印件的质量。粉末的粒径、分散性以及树脂的粘度等参数需要精细调控。
其次是烧结过程中的控制。烧结过程中温度控制至关重要，过快的升温或不均匀的温度分布容易导致反射镜变形或开裂。
第三是表面光滑度，反射镜的表面光滑度对于卫星的观测精度至关重要。高精度的抛光工艺和表面处理技术需要在制造过程中精细把控。
国内外多家研究机构预测，碳化硅陶瓷3D打印技术的未来应用前景非常广阔，涵盖了航空航天、汽车、电子、医疗、能源、环境等多个领域。 随着3D打印技术的持续进步，特别是在精度、速度和成本控制方面的提升，碳化硅陶瓷将逐渐成为多个高科技领域的核心材料之一。 未来，随着技术的成熟，碳化硅陶瓷3D打印将在各行各业的高性能部件制造中发挥越来越重要的作用。
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