От Луны к городу: как лунная решетчатая технология трансформирует земное строительство

Branch 3D-печатает решетчатые структуры, которые могут быть заполнены или оставлены пустыми для создания уникальных строительных компонентов, таких как эти занавесные стеновые панели для отеля W в Голливуде. (Изображение: Branch Technology Inc.)

Инновационный процесс 3D-печати, который продвинул подход NASA к оснащению лунной базы, делает здания на Земле красивыми, эффективными и прочными.

Вместо построения объекта слой за слоем, Branch Technology Inc. разработала то, что она называет Freeform 3D Printing (свободная 3D-печать), которая создает формы с легкими решетчатыми структурами, которые могут быть заполнены или покрыты. Компания использует технику для производства визуально интересных, модульных строительных элементов, таких как стеновые панели и обшивка.

"Наш процесс устраняет тонну материала из того, что иначе могло бы быть напечатано полностью сплошным", — сказал Дэвид Гудлоу, который возглавляет команду Advanced Concepts компании в Чаттануге, штат Теннесси, управляющую сотрудничеством компании с NASA.

В 2017 году Branch выиграла Фазу II конкурса 3D Printed Habitat Challenge, соревнования NASA Centennial Challenges на строительство 3D-печатной базы для глубокой космической разведки.

"Выигрыш этого вызова фактически познакомил нас с нашим первым институциональным инвестором", — сказал Гудлоу.

Branch's 3D-процесс печати позволяет создавать визуально интересные строительные части, такие как фасад этого банка в Чаттануге, штат Теннесси. (Изображение: Branch Technology Inc.)

"Brick & Mortar Investments, базирующаяся в Кремниевой долине, штат Калифорния, увидела, как эта небольшая, передовая робототехническая команда из Чаттануги выигрывает этот глобальный конкурс NASA", — сказал он. "Когда они услышали о нашем видении для наземного строительства, они инвестировали в компанию."

Объединившись с архитектурной фирмой Foster + Partners и Стэнфордским университетом, Branch заключила соглашение о сотрудничестве в 2021 году с Marshall Space Flight Center NASA в Хантсвилле, штат Алабама, для изучения производства для лунной поверхностной обитали. Этот проект включал оснащение модели лунной базы автономно произведенными структурами — внутренними стенами, инструментами, воздуховодами, мебелью и компонентами.

Трейси Прайтер — технический менеджер в отделе Habitat Systems Development Branch в Маршалле, который служил экспертом по предмету для Centennial Challenge и также работал с Branch по соглашению о сотрудничестве.

"С 3D Printed Habitat Challenge команды были сфокусированы на том, как построить большую базу на планетной поверхности", — сказала она. "Но как только эта структура герметизирована и готова к заселению экипажем, как вы наполняете её системами и припасами? Это то, на что смотрела Branch через соглашение о сотрудничестве — что их процесс производства по требованию позволяет в терминах новых дизайнов для внутренних предметов."

Оба NASA-проекта повлияли на предложения Branch, согласно Гудлоу. Например, параметры NASA для лунной базы привели компанию к возможности своих сопел выструживать как свои сигнатурные решетчатые структуры, так и более традиционные слои. Branch часто использует эту двойную способность — например, в своих стеновых панелях, где традиционно напечатанные секции предлагают сплошные подложки для крепления крепежа.

Работа Branch по оснащению прототипа лунной поверхностной базы, которую они разработали, на фото здесь, под соглашением о сотрудничестве с Marshall Space Flight Center, помогла компании развить свои процессы печати. (Изображение: Branch Technology Inc.)

Полимеры, которые Branch экструдирует, были информированы их исследованиями в материалонауке для Habitat Challenge, который требовал, чтобы материал печати был сделан из чего-то вроде пыли и камней, найденных на марсианской поверхности, и миссионных переработанных материалов. Branch придумала базовое пластик, усиленный базольным волокном, и от этой работы перешли к разработке оптимального рецепта загрузки для своих наземных "чернил".

Компания сейчас работает над проектом NASA Small Business Innovation Research, чтобы определить, может ли их технология Freeform 3D Printing построить 50-метровую башню на Луне. Branch также построила полноразмерную реплику космического шаттла и кратеристую лунную поверхностную фасад для здания Space Camp в U.S. Space and Rocket Center, также в Хантсвилле.

Другие проекты Branch включают 50-футовую занавесную стену для отеля W в Голливуде, арт-инсталляции и интерьеры и экстерьеры зданий. Анализ компании фасада небоскреба, изначально планировавшего получить префабрицированный бетон, показал, что панели Branch были бы на 34 миллиона фунтов легче, предложили бы в 49 раз больше изоляции и не требовали бы квалифицированного труда или времени крана для установки.

Для получения дополнительной информации, посетите здесь .