동축 4반사광학 시스템에서 주경과 4개의 거울로 구성된 Φ516 mm 양면 공체 반사경의 경량화 및 고강도 설계 목표를 달성하기 위해, 전통적인 경량화 설계를 기반으로 다중 매개변수 최적화와 탄화규소 적층 제조 기술을 융합한 방법을 제안하였다. 엔지니어링 경험을 바탕으로 반사경 초기 모델을 구축하고 주요 구조 치수를 선택하여 다중 매개변수 최적화 모델을 수립하였으며, 다목적 유전 알고리즘을 기반으로 구조 매개변수를 최적화하였다. 최적화된 반사경 질량은 6.8 kg으로 초기 안에 비해 32.6% 감소하였다. 마지막으로 탄화규소 양면 반사경의 3D 프린팅 및 구조 모드 시험을 완료하였으며, 1차 주파수는 1,964 Hz였다. 두 거울 면의 광학 가공 후 중력 영향 시험, 진공 고·저온 시험 및 진동 시험을 실시하였다. 결과에 따르면 시험 전후 반사경 면 형상 정밀도의 최대 변화는 0.001λ (λ=632 nm)였다. 탄화규소 양면 반사경의 구조 설계와 적층 제조 공정은 우수한 신뢰성과 안정성을 갖춘다.

적층 제조; 탄화규소; 양면 반사경; 경량화; 신뢰성 검증