从月球到城市：月球晶格技术如何改变地球建设

Branch 3D 打印网格结构，可以填充或留空以创建独特的建筑组件，例如好莱坞 W 酒店的这些以窗帘为灵感的墙板。 （图片来源：Branch Technology Inc.）

创新的 3D 打印工艺推动了 NASA 装备月球栖息地的方法，使地球上的建筑物变得美丽、高效且坚固。

Branch Technology Inc. 没有逐层构建物体，而是开发了所谓的“自由形式 3D 打印”，它可以创建具有可填充或覆盖的轻质晶格结构的形状。该公司使用该技术来制造视觉上有趣的模块化建筑元件，例如墙板和覆层。

“我们的工艺消除了大量原本可以全程打印的材料，”David Goodloe 说道，他是这家位于田纳西州查塔努加的公司高级概念团队的负责人，该团队负责管理该公司与 NASA 的合作。

2017 年，Branch 赢得了 3D 打印栖息地挑战赛的第二阶段，这是 NASA 百年挑战赛，旨在为深空探索建造 3D 打印栖息地。

“赢得这一挑战实际上让我们认识了第一位机构投资者，”古德洛说。

Branch 的 3D 打印工艺使其能够创建视觉上有趣的建筑部件，例如田纳西州查塔努加这家银行的外观。 （图片来源：Branch Technology Inc.）

“总部位于加利福尼亚州硅谷的 Brick &Mortar Investments 看到这个来自查塔努加的小型先进机器人团队赢得了 NASA 全球竞赛，”他说。 “当他们听说我们对陆地建设的愿景时，他们投资了这家公司。”

Branch 与建筑公司 Foster + Partners 和斯坦福大学合作，随后于 2021 年与美国宇航局位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心签订了合作协议，研究月球表面居住的制造。该项目涉及为月球栖息地模型配备自主生产的结构——内墙、工具、管道、家具和组件。

Tracie Prater 是马歇尔人居系统开发分公司的技术经理，曾担任百年挑战赛的主题专家，并与分公司就合作协议进行了合作。

“在 3D 打印栖息地挑战赛中，团队专注于如何在行星表面建造大型栖息地结构，”她说。 “但是，一旦该结构加压并准备好供船员入住，如何在其中填充系统和用品？这就是布兰奇通过合作协议所关注的内容——他们的按需制造流程能够实现内饰物品的新颖设计。”

古德洛表示，NASA 的两个项目都影响了布兰奇的产品。例如，美国宇航局月球基地的参数使该公司能够使其喷嘴挤出其标志性的晶格结构以及更传统的层。 Branch 经常使用这种双重功能 - 例如，在其墙板上，传统印刷部分提供用于连接紧固件的固体基材。

根据与马歇尔太空飞行中心的合作协议，布兰奇的工作装备了他们开发的月球表面栖息地的原型（如图所示），帮助该公司改进了其打印流程。 （图片来源：Branch Technology Inc.）

Branch 挤出的聚合物是根据其针对“栖息地挑战”的材料科学研究而设计的，该挑战要求打印材料由火星表面和任务可回收物中发现的灰尘和岩石等材料制成。布兰奇提出了一种玄武岩纤维增强塑料，并从这项工作中继续开发了一种适合其陆地“墨水”的最佳装载配方。

该公司目前正在开展 NASA 小型企业创新研究项目，以确定其自由形式 3D 打印技术是否可以在月球上建造一座 50 米高的塔。布兰奇还为同样位于亨茨维尔的美国太空和火箭中心的太空营大楼建造了航天飞机的全尺寸复制品和坑坑洼洼的月球表面立面。

Branch 的其他项目包括为好莱坞 W 酒店设计的 50 英尺高、窗帘风格的墙、艺术装置以及建筑内部和外部。该公司对最初计划采用预制混凝土的高层建筑立面进行分析发现，Branch 的面板重量将减轻 3400 万磅，隔热性能提高 49 倍，并且不需要熟练工人或起重机时间来安装。

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