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我们的3D打印CubeSat结构利用增材制造的最新发展来提供简化的设计，非常适合进行定制以适合各种CubeSat负载和用途。我们认为，通过熔融沉积产生的塑料结构不可避免地会进入轨道，这是因为它们易于学生，业余爱好者和初创企业使用，因此我们着手该项目的研究是为了研究潜在的设计想法和能力。我们已经为该设计的变型设计了原型，由于我们可以使用3D打印设备的功能，因此需要进行修改，并且正在进行一系列验证测试。

我们的结构是专为使用高拉伸强度塑料（例如PEEK）生产而设计的，尽管由于VeroWhite已在悉尼发明工作室获得了初始原型，所以仍可以使用。根据未来测试的结果，在材料强度，除气性和对轨道辐射环境的抵抗力分析中仍然存在重大挑战的情况下，可以寻求向金属基生产的转折点，在这种情况下可以进行设计进一步削减以消除不必要的材料。

附件中提供了对我们为“立方体挑战赛”设计的结构的更全面分析。

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设计特点和优势

我们的结构设计包括一系列有利的性能，使其可以在现有的CubeSat技术的基础上进行扩展：

-用塑料进行增材制造既快速又便宜，因此可以快速进行原型设计和设计迭代，这对于敏捷开发和主要设计枢纽很普遍的学生团队和初创公司尤其重要。

-与传统的金属基结构相比，PEEK和尼龙的密度大大降低，而仅需较小的厚度即可弥补其劣等的强度性能，这意味着总质量可大大降低。

-我们的设计可以容纳标准PC104系统板，从而可以集成现有技术，从而降低了CubeSat项目的开发和生产成本。

-增材制造允许变化的材料厚度来抵抗局部应力集中，这在我们的设计中意味着对垂直导轨的更强支撑，以及端面上的渐缩厚度，以在PCB安装点附近提供卓越的强度。

-我们的结构以行业经验和飞行传统为基础，采用已知可提供良好强度特性的面部图案，并对其进行了大幅修改，以解决塑料材料的劣等强度特性。这种设计提供了一个很薄的整体外壳，通过消除了横梁，最大限度地增加了组件可用的内部空间。

-该结构仅主体和上表面两部分即可打印，从而提高了强度和简便性，仅需四个紧固件，并且在原型设计和测试过程中仍可轻松访问。

-由于没有交叉支撑梁，将来可以完全消除可分离的上表面，从而可以将整个结构以单件形式打印在内部组件周围，从而进一步提高强度并完全消除了紧固件。

-3D打印允许在打印结构时将CubeSat所需的组件（例如，击倒开关和分离弹簧）插入结构中，从而改进其设计以减小尺寸，质量和复杂性。

-该设计易于定制，允许进行修改以适合各个最终用户的有效负载，并通过调整来体现，以包括为原型卫星的“自拍”系统安装的LCD屏幕。

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测试和未来的工作

尽管将熔融沉积与塑料材料相结合以产生CubeSat结构具有如上所述的许多优点，但特别是对于材料对发射和轨道环境的回弹力仍然存在担忧。这意味着我们的设计必须解决从排气（受CubeSat标准限制）到发射期间以及由于轨道辐射环境导致的材料降解之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，这些测试将从本次竞赛的最后期限开始，即与密苏里科技大学合作在2015年大学间火箭工程竞赛中推出我们的原型CubeSat。他们的HPER设计团队的火箭将把我们的CubeSat升至25,000英尺，速度超过1.5马赫。这将使我们能够通过检查着陆后的变形和损坏以及在发射过程中通过包括应变仪在内的车载数据收集来评估结构承受实际发射应力的能力。

我们目前的建筑材料（VeroWhite）的测试也在进行中。脱气测试正在悉尼大学空间工程系的真空室内进行，该真空室内包括用于成分分析的质谱仪。还可以通过辐照结构部件和随后的强度测试来确定材料对辐射暴露的回弹力。

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其他资源：

我们的团队在澳大利亚广播公司（ABC）的National National的科学节目中接受了采访：http：//www.abc.net.au/radionational/programs/scienceshow/syd-uni--team-prepares-for-blast-off -于犹他州6507108 密苏里州科学技术大学的HPER设计团队：http://aavg.mst.edu/hper-team/