Лазерный мир

Михнёв М.М., Гордовенко М.А., Шмелев Н.Н. // Проектирование и производство летательных аппаратов, космические исследования и проекты, УДК 621.372.8

Создание двухконтурных приемо-передающих антенн с горизонтальной и вертикальной поляризацией является перспективным направлением совершенствования антенно-фидерной системы КА связи в целях снижения габаритно-весовых характеристик спутника [1].

Одна из основных задач, требующих решения при изготовлении двухконтурных антенн, — это формирование дихроичной структуры на рефлекторе антенны. Дихроичная структура, в общем случае, представляет собой элементы металлизации, нанесенные на гладкую отражающую поверхность рефлектора из радиопрозрачного материала.

Отработанная в ОАО «ИСС» конструкция дихроичной структуры представляет собой полосы металлизации толщиной 1-2 мкм и шириной 0,4±0,05мм, интервалы между полосами 0,8±0,05мм, при этом не допускаются повреждение материала поверхности отражателя и неполное удаление алюминия между полосами.

Выбранный метод получения дихроичной структуры заключается в напылении алюминия на зеркало рефлектора с последующим формированием полос металлизации путем направленного удаления алюминия. Сущность процесса лазерной обработки состоит в испарении частей обрабатываемого материала (алюминия). При воздействии сфокусированного лазерного излучения на материал происходит интенсивный нагрев, плавление и испарение части материала из зоны воздействия, этот процесс настолько стремительный, что материал зеркала рефлектора не успевает нагреваться и разрушаться. Перемещая сфокусированный луч с помощью сканирующих зеркал, управляемых персональным компьютером, можно получить на поверхности обрабатываемого изделия то или иное изображение.

Сложность метода лазерной абляции рефлекторов заключается в формировании дихроич- ной структуры на криволинейной поверхности, что требует перемещать излучатель не только в горизонтальной плоскости, но и вертикально для обеспечения заданного фокусного расстояния [2]. Для решения поставленных задач по выбранному методу разработан и внедрен стенд лазерной обработки рефлекторов и сотовых панелей (СЛО РиСП).

Конструктивно стенд основан на использовании серийно выпускаемого маркиратора «МиниМаркер 2-20А4» с иттербиевым импульсным волоконным лазером. Из состава маркиратора используются блок питания и управления маркиратора и доработанный сканирующий блок. По сравнению со штатным использованием маркиратора предусмотрено крепление блока питания и управления на вертикально фрезерном станке с ЧПУ GR-712 (с помощью специального кронштейна, при этом блок перемещается по X-Y координатам) и крепление сканирующего блока (с помощью переходных пластин, перемещение осуществляется по X-Y-Z координатам).

Зона обработки маркиратором ограничена фокусным расстоянием объектива сканирующего блока и кривизной обрабатываемого изделия (при используемом объективе максимально — 160*160 мм2 на плоской поверхности).

Для обработки габаритных образцов используются возможности станка GR712, а именно: обрабатывается небольшой участок поверхности рефлектора; затем, по окончании работы маркиратора, сканирующий блок перемещается в следующую точку, и выполняется лазерная обработка соседнего участка и т. д.

В настоящее время изготовлена антенна, в состав которой входит рефлектор с нанесенной дихроичной структурой (см. рисунок). Проведенный анализ геометрических параметров на КИМ Video-Check HA 400 показал: во всех исследуемых точках отклонение ширин полос и интервалов между полосами соответ- Решетневскуе чтения. 2013 ствует заданным требованиям. Визуально край полос ровный, отклонение от параллельности также соответствует установленным требованиям — 0,05 мм.

Полученные положительные результаты подтверждают высокую производительность и точность изготовления выбранным методом.

Полное содержание статьи: https://cyberleninka.ru/article/n/formirovanie-dihroichnoy-struktury-na-reflektorah-iz-polimernyh-kompozitsionnyh-materialov-c-ispolzovaniem-lazernogo-izlucheniya/pdf