달에서 도시까지:달 격자 기술이 지구 건설을 변화시키는 방법

Branch 3D는 할리우드 W 호텔의 휘장에서 영감을 받은 벽 패널과 같은 독특한 건물 구성 요소를 만들기 위해 속을 채우거나 비울 수 있는 격자 구조를 프린트합니다. (이미지 :Branch Technology Inc.)

달 서식지를 마련하기 위한 NASA의 접근 방식을 발전시킨 혁신적인 3D 프린팅 프로세스는 지구상의 건물을 아름답고 효율적이며 튼튼하게 만들고 있습니다.

Branch Technology Inc.는 객체를 레이어별로 구축하는 대신 채우거나 덮을 수 있는 가벼운 격자 구조로 모양을 만드는 Freeform 3D 프린팅을 개발했습니다. 이 회사는 이 기술을 사용하여 벽 패널 및 클래딩과 같이 시각적으로 흥미로운 모듈식 건물 요소를 제조합니다.

회사의 NASA 협력을 관리하는 테네시주 채터누가 소재 회사의 Advanced Concepts 팀을 이끄는 David Goodloe는 "우리 프로세스는 완전히 견고하게 인쇄될 수 있는 것에서 엄청난 양의 재료를 제거합니다."라고 말했습니다.

2017년 Branch는 심우주 탐험을 위한 3D 프린팅 서식지를 구축하기 위한 NASA 100주년 챌린지 대회인 3D 프린팅 서식지 챌린지(3D Printed Habitat Challenge)의 2단계에서 우승했습니다.

“그 도전에서 승리함으로써 우리는 실제로 첫 번째 기관 투자자를 만나게 되었습니다.”라고 Goodloe는 말했습니다.

Branch의 3D 프린트 프로세스를 사용하면 테네시 주 채터누가에 있는 이 은행의 외관과 같이 시각적으로 흥미로운 건물 부품을 만들 수 있습니다. (이미지 :Branch Technology Inc.)

“캘리포니아주 실리콘 밸리에 본사를 둔 Brick &Mortar Investments는 채터누가 출신의 소규모 첨단 로봇 팀이 이번 글로벌 NASA 대회에서 우승하는 것을 보았습니다.”라고 그는 말했습니다. “지상 건설에 대한 우리의 비전을 듣고 회사에 투자했습니다.”

Branch는 건축 회사인 Foster + Partners 및 Stanford University와 협력하여 2021년에 앨라배마 주 헌츠빌에 있는 NASA의 Marshall 우주 비행 센터와 협력 계약을 체결하여 달 표면 거주를 위한 제조를 검토했습니다. 이 프로젝트에는 내부 벽, 도구, 덕트, 가구 및 구성 요소 등 자율적으로 생산된 구조물을 갖춘 모델 달 서식지를 갖추는 작업이 포함되었습니다.

Tracie Prater는 Marshall Habitat Systems Development Branch의 기술 관리자로, 100주년 챌린지 주제 전문가로 활동하고 Branch와 협력 계약을 체결하기도 했습니다.

"3D 프린팅 서식지 챌린지(Habitat Challenge)를 통해 팀은 행성 표면에 대규모 서식지 구조를 구축하는 방법에 집중했습니다."라고 그녀는 말했습니다. "그러나 구조물에 압력이 가해지고 승무원이 탑승할 준비가 되면 어떻게 시스템과 공급품을 채울 수 있습니까? 이것이 바로 Branch가 협력 계약을 통해 보고 있던 것입니다. 즉, 내부 품목에 대한 참신한 디자인 측면에서 주문형 제작 프로세스가 무엇을 가능하게 하는지 살펴보았습니다."

Goodloe에 따르면 두 NASA 프로젝트 모두 Branch의 제품에 영향을 미쳤습니다. 예를 들어, 달 기지에 대한 NASA 매개변수를 통해 회사는 자사의 노즐을 통해 보다 전통적인 레이어뿐만 아니라 시그니처 격자 구조도 압출할 수 있게 되었습니다. Branch는 이 이중 기능을 자주 사용합니다. 예를 들어, 전통적으로 인쇄된 섹션이 패스너 부착을 위한 견고한 기판을 제공하는 벽면 패널에 사용됩니다.

Marshall Space Flight Center와의 협력 계약에 따라 Branch가 개발한 달 표면 서식지의 프로토타입(사진 참조) 작업은 회사의 인쇄 프로세스를 발전시키는 데 도움이 되었습니다. (이미지 :Branch Technology Inc.)

Branch가 압출하는 폴리머는 Habitat Challenge의 재료 과학 연구를 통해 정보를 얻었습니다. Habitat Challenge에서는 인쇄 재료를 화성 표면 및 임무 재활용품에서 발견된 먼지와 암석과 같은 것으로 만들 것을 요구했습니다. Branch는 현무암 섬유 강화 플라스틱을 고안했고, 그 연구를 통해 지상의 "잉크"에 대한 최적의 로딩 방법을 개발했습니다.

이 회사는 현재 자사의 Freeform 3D 프린팅 기술이 달에 50미터 높이의 타워를 건설할 수 있는지 확인하기 위해 NASA 중소기업 혁신 연구 프로젝트를 진행하고 있습니다. Branch는 또한 헌츠빌에 있는 미국 우주 로켓 센터의 우주 캠프 건물을 위해 우주 왕복선의 실물 크기 복제품과 분화구가 있는 달 표면 외관을 제작했습니다.

Branch의 다른 프로젝트로는 헐리우드 W 호텔의 50피트 높이의 휘장에서 영감을 받은 벽, 미술 설치, 건물 내부 및 외부 등이 있습니다. 처음에 프리캐스트 콘크리트를 적용할 예정이었던 고층 건물 외관에 대한 회사의 분석에 따르면 Branch의 패널은 3,400만 파운드 더 가볍고, 49배 더 많은 단열 기능을 제공하며, 설치에 숙련된 인력이나 크레인 시간이 필요하지 않습니다.

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