ПРОТОТИПИРОВАНИЕ СВЧ-УСТРОЙСТВ С ЗАДАННЫМИ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ПО ТЕХНОЛОГИИ АДДИТИВНОЙ 3D-ПЕЧАТИ

Целью настоящего исследования является оценка и изучение возможностей технологии 3D-печати, применяемой для производства СВЧ-приборов, и сравнение характеристик полученных устройств с характеристиками электродинамической модели. Печатание металлических деталей является чрезмерно дорогостоящим процессом в мелкосерийном производстве, причем и с точки зрения стоимости оборудования, и применительно к используемым материалам. Детали микроволновых устройств изготовлены нами из пластика. Относительно дешевые полимеры, используемые в 3D-печати, являются диэлектриками, и чтобы ограничить распространение электромагнитной волны во всех направлениях, потребовалось создание проводящего слоя на поверхности печатных моделей. В статье определены параметры печати FFF, которые в наибольшей степени влияют на распространение электромагнитной волны, описан процесс и проблемы, возникающие при печати и гальванизации деталей, обсуждаются этапы моделирования устройств и измерения их параметров. Для реализации проводящего слоя на поверхности моделей использовали метод гальванизации. В статье исследованы адгезионные свойства полученных металлических покрытий, приведены результаты электромагнитного моделирования, определены параметры, которые в наибольшей степени влияют на качество реализованных устройств. Исследованы характеристики микроволновых приборов, выполненных по технологии 3D-печати. Проведена оценка возможностей изготовления антенн и коаксиально-волноводных переходов с использованием этой технологии. Проведены лабораторные измерения характеристик изготовленных приборов. Результаты моделирования рассмотренных устройств хорошо согласуются с экспериментальными характеристиками изготовленных моделей с использованием технологии 3D-печати.Проведен полный цикл производства микроволновых устройств: проектирование, моделирование, производство образцов и валидация характеристик. Перспективы дальнейшего развития описанной технологии включают в себя изменение типов пластмасс, используемых в качестве субстрата, применение отделочных декоративных и функциональных покрытий, улучшение адгезионных свойств нанесенного слоя меди с подложкой.

технология 3D-печати, рупорная антенна, коаксиально-волноводный переход, аддитивные технологии, гальванизация

1. Лысыч М.Н., Шабанов М.Л., Качурин А.А. Обзор современных технологий 3D-печати // Современные наукоемкие технологии. 2015. № 6. С. 26-30. URL: http://www. toptechnologies. ru/ru/article/view?id=35053 (дата обращения: 25.11.2018).

2. Лысыч М.Н., Шабанов М.Л., Воронцов Р.В. Материалы, доступные в рамках раз-личных технологий 3D-печати // Современные наукоемкие технологии. 2015. № 5. С. 20-25. URL: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=35031 (дата обращения: 23.11.2018).

3. Yunus C.T., Peyman Mahouti, Filiz Güneş. Design and manufacturing of an X-band horn antenna using 3-D printing technology // Proceed. of the 8th International Conference on Recent Advances in Space Technologies - RAST 2017. Istanbul, Turkey, 2017. P. 195-198.

4. Воробьев Е.А. Расчет производственных допусков устройств СВЧ. Л.: Судостроение, 1980. 148 с.

5. Gregson S.F., McCormick J., Parini C.G. Principles of planar near-field antenna measurements. IET Electromagnetic Waves, series 53. Stevenage: The Institution of Engineering and Technology, 2007. 424 p.

6. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. М.: Высшая школа, 1988. 432 с.

7. Гамбург Ю.Д. Гальванические покрытия. Справочник по применению. М.: Техносфера, 2006. 220 с.

8. Shang I.-P., Fu D.-M., Deng Y.-B., Jiang S. Measurement of phase center for antenna with the method of moving reference point // Proceed. of the 8th International Symposium on Antennas, Propagation and EM Theory (ISAP) 2008. Kunming, 2008. P. 114-117.