适用于增材制造的立方体结构

我们的3D打印立方体卫星结构利用了附加制造领域的最新发展，提供了一个简化的设计，非常适合定制，以适应各种立方体卫星有效载荷和用途。我们相信，熔融沉积所产生的塑料结构最终会进入轨道是不可避免的，因为它们对学生、爱好者和初创企业都很容易接近，因此我们开始了这个项目，作为对潜在设计思想和能力的研究。我们已经原型化了这种设计的一个变种，由于我们可以使用的3D打印设备的能力，它需要修改，一系列的验证测试正在进行中。我们的结构设计用于高抗拉强度塑料（如PEEK）的生产，尽管最初的原型是由VeroWhite制造的，因为它在悉尼发明工作室可用。根据未来测试的结果，在分析材料强度、脱气和抗轨道辐射环境方面仍然存在重大挑战的情况下，可能会转向金属基生产，在这种情况下，可以进一步减少设计以消除不必要的材料。我们为Cubesat挑战赛设计的结构的更全面分析见附件。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~设计特点和优势我们的结构设计包括一系列优势特性，这使得它能够在现有CubeSat-tec的基础上进行扩展hnologies:-Additive manufacturing 使用塑料既快速又便宜，允许快速原型和设计迭代，对于学生团队和初创企业来说尤其重要，因为在这些企业中，敏捷开发和主要设计枢轴是常见的-与传统的金属结构相比，PEEK和尼龙可大幅降低密度，同时只需轻微加厚即可弥补其强度性能的不足，这意味着整体质量可大幅降低。-我们的设计可容纳标准PC104系统板，允许集成现有技术，从而降低CubeSat项目开发和生产成本。-附加制造允许不同的材料厚度来对抗局部应力集中，在我们的设计中，这意味着对垂直轨道的更强支持，以及端面上的锥形厚度，以在PCB安装点附近提供优越的强度。-我们的结构建立在行业经验和飞行遗产的基础上，实现了已知的具有良好强度特性的面模式，这些面模式已被大幅修改，以解释塑性材料的低强度特性。这种设计提供了一个薄的完全外部外壳，通过消除横梁，最大限度地扩大了组件的内部空间。-该结构仅可打印两件，一件主体和一件上表面，提高了强度和简单性，只需要四个紧固件，同时，在原型和测试过程中仍然可以方便地访问-由于没有交叉支撑梁，可拆卸的上表面将来可能会被完全消除，从而可以在内部组件周围的一个单件中打印整个结构，进一步增强强度并完全消除紧固件-3D打印允许立方体组件所需的组件，如压井开关和分离弹簧，被插入到结构，而它是被打印，允许他们的设计，以减少尺寸，质量和复杂性的完善-设计很容易定制，允许修改，以适应个人最终用户的有效载荷，通过调整，包括一个液晶屏幕安装在我们的原型卫星的“自拍”系统~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~测试和未来工作尽管应用塑料材料熔融沉积来制造立方体卫星结构具有上述许多优点，但仍需特别关注材料对发射和轨道环境的弹性。这意味着我们的设计必须解决从排气（受立方体卫星标准的限制）到发射期间以及由于轨道辐射环境导致的材料退化后的强度特性等问题。我们的目标是通过一系列测试来评估这些困难，这些测试将在本次竞赛截止日期后的一周开始，与密苏里科技大学合作，在2015年校际火箭工程竞赛中发射我们的立方体卫星原型。他们的HPER设计团队的火箭将把我们的立方体火箭带到25000英尺，达到超过1.5马赫的速度。这将使我们能够评估我们的结构承受实际发射应力的能力，通过检查着陆后的变形和损坏情况，以及在发射过程中通过机载仪器（包括应变计）收集数据。我们目前的建筑材料（维罗白色）的测试也在进行中。除气试验正在悉尼大学航天工程系的真空室进行，真空室包括一个用于成分分析的质谱仪。材料对辐射照射的弹性也将通过结构部件的辐照和随后的强度试验来确定~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~其他Resources:Our team 曾在澳大利亚广播公司（ABC）国家广播电台的科学节目中接受采访：http://www.abc.net.au/radionational/programs/scienceshow/syd-uni--team-prepares-for-blast-off-in-utah/6507108Missouri S&；T的HPER设计团队：http://aavg.mst.edu/hper-team/你知道吗