Примерно с 2015 года проект NAOJ ALMA и Центр передовых технологий изучают применение аддитивного производства (AM), которое позволяет создавать трехмерные объекты путем нанесения, соединения и отверждения материалов на основе 3D-моделей, вводимых в управляющий компьютер. Поскольку астрономические приемники часто имеют только одно или два устройства каждого типа на прибор и для них требуются уникальные компоненты, изготовленные на заказ, существует потенциал для эффективного использования аддитивного производства.

В первоначальном исследовании мы выбрали различные компоненты для приемника ALMA Band 1, которые в то время находились в стадии прототипирования, и проконсультировались с дистрибьютором. Основываясь на этом первоначальном исследовании, в 2019 году мы установили металлический 3D-принтер в Центре передовых технологий и начали производство гофрированных рожков для использования в ALMA.

Гофрированные рупоры собирают электромагнитные волны от небесных объектов после того, как они были сфокусированы большой отражательной антенной. Затем волны, собранные рупорами, фокусируются на детекторах, следующих компонентах на пути сигнала. Для использования в современных радиоастрономических приемниках необходимо не только удовлетворять требованиям к характеристикам гофрированного рупора, таким как диаграмма направленности антенны и частотные характеристики, но также оценить свойства металлического материала, чтобы гарантировать, что рупор может использоваться без проблем в окружающей среде. внутри картриджа приемника (температура около -250 градусов Цельсия и в условиях вакуума).

Лучшие из этих рупоров, напечатанных на 3D-принтере, интегрируются в конечные производственные блоки приемников ALMA Band-1 и тестируются при низких температурах около -250 градусов Цельсия в Институте астрономии и астрофизики Академии Синика (ASIAA) на Тайване. Результаты проверки производительности показывают, что рупоры соответствуют спецификациям ALMA. Полностью протестированные приемники будут установлены в ALMA, став первыми в истории криогенными приемниками, использующими цельнометаллические 3D-печатные компоненты для астрономии на (суб) миллиметровых волнах.

Мы хотели бы поблагодарить Межуниверситетский исследовательский институт корпорации High Energy Accelerator Research Organization (KEK), Японский передовой институт науки и технологий (JAIST) и корпорацию NTT Data XAM Technologies за сотрудничество в разработке этого производства.