光學係統器件需要能夠滿足高剛度、高強度和高穩定性的需求，從(cong) 而能夠承受惡劣的機械和熱環境，並確保光學性能。盡管傳(chuan) 統的光學組件製造工藝已經達到了極高的技術水平，但仍屬於(yu) 勞動密集型產(chan) 業(ye) ，在保證光學係統性能方麵仍存在挑戰。

增材製造技術能夠簡化光學器件的製造流程，縮短交貨期並降低材料消耗。更重要的是，增材製造技術能夠實現功能集成的優(you) 化設計方案，尤其在衛星光學係統製造領域，增材製造技術能夠滿足用戶對輕型光學係統不斷增長的需求，並實現下一代高附加值光學器件的製造。

陶瓷3D打印企業(ye) 3DCeram 基於(yu) 其光固化陶瓷3D打印技術，開發了優(you) 化陶瓷優(you) 化光學基板增材增材製造工藝3DOptic，並通過該工藝開發納米衛星望遠鏡中所需的光學鏡麵。光學係統設計人員能夠通過3DOPTIC 工藝探索衛星陶瓷光學鏡麵的創新性設計，包括半封閉式後背結構、整合式介麵、隨形肋。

來源：3DCeram

下一代衛星光學鏡麵

通過增材製造技術開發的下一代光學儀(yi) 器中，將越來越多采用緊湊的功能集成設計，如集成隔熱，冷卻通道，局限的機械和熱接口，以及將光學功能作為(wei) 設備自身結構的一部分。緊湊集成化設計減少了組件裝配過程中出現問題的風險，同時開辟了製造冷卻光學係統，有源光學係統或自由曲麵的新方式。陶瓷增材製造技術的淨成形能力，還能夠提高準確性，改善集成/結合過程的質量。

陶瓷3D打印隻是該工藝中的一個(ge) 步驟，成功完成零件增材製造還與(yu) 支撐後處理、脫脂燒結步驟中的專(zhuan) 業(ye) 知識有關(guan) 。

以下是納米衛星望遠鏡中安裝的氧化鋯陶瓷3D打印鏡麵。

來源：3DCeram

紅色組件由TA6V鈦合金3D打印而成，3D打印陶瓷鏡麵能夠與(yu) 其輕鬆組裝在一起。

來源：3DCeram

根據3DCeram，增材製造工藝為(wei) 衛星光學鏡麵製造所帶來的技術優(you) 勢包括：

質量/剛度比優(you) 化（3D打印肋厚度限製為(wei) 0.2mm；機加工為(wei) 1mm）；新的機械和熱功能，例如密封通道或順應性機構；僅(jin) 打印所需材料的能力。3D科學穀Review

增材製造在製造下一代光學器件方麵的優(you) 勢正在應用實踐中得到驗證。以下兩(liang) 個(ge) 案例展示了增材製造技術在實現減重和實現複雜設計方麵的能力。

l 減重73%，但保持性能

歐洲航天局（ESA ）支持了一項新的增材製造研究項目，項目的研究團隊對太空望遠鏡進行了重新設計，並采用金屬3D打印技術製造了望遠鏡組件。經過重新設計的太空望遠鏡有三個(ge) 主要部分組成，包括望遠鏡的兩(liang) 個(ge) 鏡麵，均用飛行級鋁合金材料製造。望遠鏡的原始設計版本是美國國家航空航天局（NASA）EOS-Aura任務中使用的臭氧監測（OMI）望遠鏡，這款望遠鏡重量為(wei) 2.8公斤，而重新設計的3D打印望遠鏡重量為(wei) 0.76公斤，減輕了73％，而測量質量沒有降低。

l 5G 陶瓷波束成形天線透鏡

根據3D科學穀的市場觀察，另一種基於(yu) 納米射流工藝的陶瓷3D打印技術在5G光束成形透鏡製造中，以實現包括許多空球形球設計，克服了5G波束成型天線透鏡的開發挑戰。

該透鏡天線可以安裝在一係列小型天線饋源的頂部，天線饋源陣列連接到波束切換電路。球形中的每個(ge) 腔位於(yu) 天線饋源的頂部，用作半球中正確角度的波導，這樣可以支持同時的多光束。

《3D打印與(yu) 陶瓷白皮書(shu) 1.0》。來源：3D科學穀

在本文衛星光學鏡麵製造案例中所應用的光固化陶瓷3D打印工藝，是目前較優(you) 的陶瓷增材製造工藝。根據3D科學穀的市場研究，從(cong) 中長期來看，3D打印陶瓷部件的附加價(jia) 值將推動用戶對於(yu) 陶瓷增材製造硬件和材料的需求。許多生產(chan) 陶瓷部件的企業(ye) ，尤其是製造先進陶瓷部件的企業(ye) ，都可以從(cong) 為(wei) 增材製造而設計（DfAM）的高附加值陶瓷部件中獲益匪淺。但企業(ye) 仍需培養(yang) 開發真正高附加值部件的增材製造思維。