Інноваційний процес 3D-друку, який вдосконалив підхід NASA до облаштування місячного житлового модуля, кардинально змінює підходи до будівництва на Землі. Замість традиційного зведення конструкцій шаром за шаром, компанія Branch Technology Inc. розробила технологію Freeform 3D Printing. Цей процес дозволяє створювати форми із легкими решітчастими структурами, які потім можна заповнити або покрити.

Ця революційна техніка використовується для виготовлення візуально цікавих модульних будівельних елементів, таких як панелі стін та облицювання. Як зазначив Давід Гудок, керівник команди Advanced Concepts у Branch Technology, яка керує співпрацею з NASA, «Наш процес економить тонну матеріалу з того, що інакше могло б бути надруковане цільним блоком».

Співпраця між Branch Technology (Настанова, Теннессі) та NASA розпочалася у 2017 році після перемоги компанії у Фазі II конкурсу NASA 3D-Printed Habitat Challenge — публічного змагання зі створення житлового модуля для дослідження глибокого космосу.

Виклики космічної інженерії та співпраця з NASA

Конкурс 3D-Printed Habitat Challenge вимагав від команд вирішення складних завдань, пов'язаних із побудовою великої житлової структури на планетарній поверхні. Трасі Кратер, технічний менеджер у відділі розробки систем житлових модулів (Habitat Systems Development Branch) в Marshall Spaceflight Center NASA у Хартсфілді, Алабама, виступала експертом у предметній області для цього конкурсу та працювала з Branch Technology за угодою про співпрацю.

За словами Кратер, команди зосереджувалися на двох ключових питаннях:
* Як побудувати велику житлову структуру на планетарній поверхні.
* Як заповнити цю структуру системами та припасами після її готовності до проживання екіпажу.

Саме це було предметом розгляду Branch у рамках угоди про співпрацю — як їхній процес виготовлення на вимогу може забезпечити нові дизайни для внутрішнього обладнання.

Технологія Freeform 3D Printing: Економія та дизайн

Параметри, встановлені NASA для конкурсу житлового модуля, змусили Branch розробити високоспеціалізовані рішення. Компанія створила сопла для екструдування не лише унікальних решітчастих структур, але й більш традиційних шарів. Ця подвійна можливість є ключовою перевагою в панелях стін:

• Традиційно надруковані секції забезпечують тверді основи для кріплення фіксаторів.
• Решітчасті структури дозволяють значно зменшити витрату матеріалу, зберігаючи необхідну міцність та легкість.

Прориви у матеріалознавстві: від Марса до Землі

Полімери, які екстрадує Branch Technology, були отримані завдяки дослідженням матеріалознавства в рамках конкурсу 3D-Printed Habitat Challenge. Вимоги місії вимагали, щоб друкарський матеріал був схожий на пил і каміння, знайдені на марсіанській поверхні, а також використовував відхідний матеріал місії.

У результаті досліджень Branch розробила:
* Пластик, армований базальтовими волокнами.
* Оптимальний рецепт завантаження для своїх наземних «фарб».

Ці інновації ілюструють мету програми передачі технологій NASA в рамках Дирекції місій з космічних технологій, яка використовує рішення, розроблені для космосу, для покращення життя на Землі. Протягом 50 років NASA документувала повсякденні переваги космічних технологій через публікацію Spinoff агентства.