Van maan tot stad:hoe maanroostertechnologie de constructie van de aarde transformeert

Branch 3D print roosterstructuren die kunnen worden gevuld of hol gelaten om unieke bouwcomponenten te creëren, zoals deze op gordijnen geïnspireerde wandpanelen voor het W Hotel in Hollywood. (Afbeelding:Branch Technology Inc.)

Een innovatief 3D-printproces dat de aanpak van NASA bij het uitrusten van een maanhabitat vooruit heeft geholpen, maakt gebouwen op aarde mooi, efficiënt en sterk.

In plaats van een object laag voor laag op te bouwen, heeft Branch Technology Inc. wat het Freeform 3D Printing noemt ontwikkeld, waarmee vormen worden gecreëerd met lichtgewicht roosterstructuren die kunnen worden gevuld of bedekt. Het bedrijf gebruikt de techniek om visueel interessante, modulaire bouwelementen te vervaardigen, zoals wandpanelen en bekleding.

"Ons proces elimineert een hoop materiaal van iets dat anders volledig bedrukt zou kunnen worden", zegt David Goodloe, die leiding geeft aan het Advanced Concepts-team van het in Chattanooga, TN gevestigde bedrijf, dat de NASA-samenwerkingen van het bedrijf beheert.

In 2017 won Branch Fase II van de 3D Printed Habitat Challenge, een NASA Centennial Challenges-wedstrijd om een 3D-geprinte habitat te bouwen voor verkenning van de ruimte.

“Door die uitdaging te winnen, hebben we feitelijk kennis gemaakt met onze eerste institutionele investeerder”, aldus Goodloe.

Dankzij het 3D-printproces van Branch kan het visueel interessante bouwdelen creëren, zoals de gevel van deze bank in Chattanooga, Tennessee. (Afbeelding:Branch Technology Inc.)

“Brick &Mortar Investments, gevestigd in Silicon Valley, CA, zag dit kleine, geavanceerde roboticateam uit Chattanooga deze wereldwijde NASA-wedstrijd winnen”, zei hij. “Toen ze hoorden over onze visie op grondbouw, investeerden ze in het bedrijf.”

In samenwerking met het architectenbureau Foster + Partners en Stanford University sloot Branch in 2021 een samenwerkingsovereenkomst met het Marshall Space Flight Center van NASA in Huntsville, AL, om te kijken naar de productie voor bewoning op het maanoppervlak. Dit project omvatte het uitrusten van een modelmaanhabitat met autonoom geproduceerde structuren:binnenmuren, gereedschappen, leidingen, meubels en componenten.

Tracie Prater is een technisch manager bij de Habitat Systems Development Branch bij Marshall, die als inhoudelijk expert voor de Centennial Challenge diende en ook met Branch aan de samenwerkingsovereenkomst werkte.

“Met de 3D Printed Habitat Challenge concentreerden teams zich op het bouwen van een grote habitatstructuur op een planetair oppervlak”, zei ze. "Maar als die structuur eenmaal onder druk staat en klaar is voor bezetting door de bemanning, hoe kun je deze dan vullen met systemen en benodigdheden? Dat is waar Branch naar keek via de samenwerkingsovereenkomst - wat hun on-demand fabricageproces mogelijk maakt in termen van nieuwe ontwerpen voor interieurartikelen."

Beide NASA-projecten hebben volgens Goodloe het aanbod van Branch beïnvloed. NASA-parameters voor de maanbasis brachten het bedrijf er bijvoorbeeld toe om zijn spuitmonden in staat te stellen zowel de kenmerkende roosterstructuren als meer traditionele lagen te extruderen. Branch maakt veelvuldig gebruik van deze dubbele mogelijkheid, bijvoorbeeld in zijn wandpanelen, waar traditioneel bedrukte profielen stevige substraten bieden voor het bevestigen van bevestigingsmiddelen.

Het werk van Branch voor het uitrusten van een prototype van een maanoppervlakhabitat dat ze, hier afgebeeld, ontwikkelden in het kader van een samenwerkingsovereenkomst met het Marshall Space Flight Center, hielp het bedrijf bij het ontwikkelen van zijn printprocessen. (Afbeelding:Branch Technology Inc.)

De polymeren die Branch extrudeert, zijn geïnspireerd op materiaalwetenschappelijk onderzoek voor de Habitat Challenge, waarin werd gevraagd om printmateriaal te maken van zoiets als het stof en de stenen die op het oppervlak van Mars worden gevonden en recyclebare materialen voor missies. Branch bedacht een met basaltvezels versterkte kunststof en ontwikkelde op basis daarvan een optimaal laadrecept voor zijn terrestrische ‘inkten’.

Het bedrijf werkt nu aan een NASA Small Business Innovation Research-project om te bepalen of zijn Freeform 3D Printing-technologie een toren van 50 meter op de maan zou kunnen bouwen. Branch bouwde ook een replica op ware grootte van de space shuttle en een gevel met kraters op het maanoppervlak voor het Space Camp-gebouw in het US Space and Rocket Center, eveneens in Huntsville.

Andere projecten van Branch omvatten een 15 meter hoge, op gordijnen geïnspireerde muur voor het W Hotel in Hollywood, kunstinstallaties en het interieur en exterieur van gebouwen. Uit de analyse van het bedrijf van een gevel van een hoog gebouw waar aanvankelijk prefab beton zou worden geplaatst, bleek dat de panelen van Branch 34 miljoen pond lichter zouden zijn, 49 keer meer isolatie zouden bieden en geen geschoolde arbeidskrachten of kraantijd zouden vergen om te installeren.

Kijk hier voor meer informatie  .