适配增材制造的立方星框架结构设计

该立方星框架结构主要面向微纳航天载荷的搭载场景，适配1U、2U、3U等主流立方星规格的安装需求，作为立方星的核心承载基体，承担着固定星载电路板、储能模块、通信组件、姿控部件的核心作用，在航天发射阶段需要承受运载火箭带来的高频振动、冲击过载，在轨运行阶段需要耐受空间高低温交变、真空环境下的材料性能衰减，同时要为星载设备预留充足的安装空间与走线通道，保障各功能模块的布局合理性与运维便利性。

设计过程中优先围绕增材制造的工艺特性展开结构优化，整体采用镂空笼式构型，在框架的各个受力面设置规则的方格镂空结构，在保证整体结构刚度、抗形变能力满足航天发射力学要求的前提下，最大化去除非受力区域的冗余材料，实现整体结构的轻量化目标，降低卫星发射的载荷成本。框架的边角位置做了加厚处理与圆角过渡，避免增材制造过程中出现应力集中导致的成型缺陷，同时也能减少发射过程中边角磕碰对结构完整性的影响。框架底部设置了统一规格的安装定位孔位，适配立方星通用的分离机构接口，不需要额外加装转接件即可完成与卫星部署器的匹配安装，框架的内侧预留了多层卡槽结构，可根据不同的任务载荷需求灵活调整内部安装板的位置，适配不同尺寸功能模块的固定需求，走线缺口均匀分布在框架的各条棱边位置，方便星上线缆的排布与固定，避免线缆在振动环境下出现移位、拉扯损坏的问题。

针对不同的应用场景，该结构可适配两种主流的成型方案，采用高性能工程塑料成型时，可满足教学验证星、短期在轨试验星的低成本快速制造需求，材料本身具备优异的耐热性能与结构强度，可耐受在轨阶段的温度波动，满足短周期任务的使用要求；采用轻质金属材料成型时，可满足长寿命在轨业务星的使用需求，金属材质具备更好的结构强度与抗辐射性能，可在复杂空间环境下长期保持结构稳定性，保障星载设备的安装精度与运行安全。两种成型方案的框架安装接口完全统一，不需要调整星载设备的布局设计即可完成材料替换，大幅缩短不同任务场景下的卫星研制周期，降低设计迭代的成本。