CNC数控加工使扫描仪和望远镜的金属反光镜减轻75%

CNC数控加工使扫描仪和望远镜的金属反光镜减轻75％

弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所（IOF）使用CNC数控加工服务技术，将扫描镜和太空望远镜的重量减轻了75％，反光镜在旧金山举办的Photonics West展会展出。

今年的加利福尼亚州Photonics West展览会上，德国研究机构Fraunhofer IOF使出锦囊妙计，推出激光增材制造技术，其中包括比传统的替代产品轻75％的数控加工扫描镜和太空望远镜。

Fraunhofer IOF公司的专家团队使用Selective Laser Melting（金属增材制造）来制造这些轻量化设计的金属反光镜。不管结构是随机的还是对称的，使用AlSi12，AlSi40和Al6061等材料都可以减少75％的质量，而这些材料都可以用于数控加工。

多年来，Fraunhofer IOF研究所一直使用金刚石刀具和切削技术等工具将铝转化为轻质结构。但是这些方法的应用范围有限，只能构建一些简单的形状。而使用增材制造技术的话，应用范围就很广了。 Fraunhofer IOF用CNC数控加工机生成金属粉末的复杂部件，并不断尝试将新材料加入其中。

最近，研究所发现，过共晶铝硅是一种非常好的数控加工材料，冷却速率非常高，可以与粉末颗粒熔合。据说其机械性能与传统化学物质的机械性相当或者更好，而结构的孔隙率低于0.05％。

反光镜的数控加工服务关键是减轻重量。 Fraunhofer IOF通过生成规则的单元结构，进行拓扑优化设计，以及模拟运行结构方法，成功制成轻量化的反光镜。

其中，结构中的一些不必要的部分可以省略。反光镜的内部区域，也就是一些对结构稳定性没有直接影响的区域，可以通过减少密度来减少质量。

尽管打印件还不能立即投入使用，但是打印之后还可以使用其他技术对其进行后处理，以获得高水平的光学精度。 Fraunhofer IOF表示，后处理之后，反光镜尺寸为150毫米，具有“高稳定性和硬度”、<1纳米RMS的表面粗糙度和<150纳米PV的偏差。

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