Vom Mond in die Stadt: Wie Lunar-Gittertechnologie den Erdbau transformiert

Branch 3D-druckt Gitterstrukturen, die gefüllt oder hohl gelassen werden können, um einzigartige Bauteile zu schaffen, wie diese vorhanginspirierten Wandpaneele für das W Hotel in Hollywood. (Bild: Branch Technology Inc.)

Ein innovativer 3D-Druckprozess, der den NASA-Ansatz zur Ausstattung eines Mondhabitats vorantrieb, macht Gebäude auf der Erde schön, effizient und stark.

Statt ein Objekt Schicht für Schicht aufzubauen, hat Branch Technology Inc. das entwickelt, was sie Freeform 3D Printing nennen, das Formen mit leichten Gitterstrukturen erstellt, die gefüllt oder abgedeckt werden können. Das Unternehmen nutzt die Technik zur Herstellung optisch interessanter, modularer Bauelemente wie Wandpaneele und Verkleidungen.

„Unser Prozess eliminiert eine Tonne Material aus etwas, das ansonsten komplett massiv gedruckt wäre“, sagte David Goodloe, der das Advanced Concepts Team des in Chattanooga, TN ansässigen Unternehmens leitet, das die NASA-Kooperationen managt.

2017 gewann Branch Phase II der 3D Printed Habitat Challenge, einem NASA Centennial Challenges Wettbewerb zum Bau eines 3D-gedruckten Habitats für die Tiefraumforschung.

„Der Gewinn dieser Challenge brachte uns tatsächlich unseren ersten institutionellen Investor“, sagte Goodloe.

Branchs 3D-Druckprozess ermöglicht die Erstellung optisch interessanter Bauteile, wie die Fassade dieser Bank in Chattanooga, Tennessee. (Bild: Branch Technology Inc.)

„Brick & Mortar Investments, ansässig im Silicon Valley, CA, sah dieses kleine, fortschrittliche Robotik-Team aus Chattanooga diesen globalen NASA-Wettbewerb gewinnen“, sagte er. „Als sie von unserer Vision für den irdischen Bau hörten, investierten sie in das Unternehmen.“

In Zusammenarbeit mit dem Architekturbüro Foster + Partners und der Stanford University ging Branch 2021 eine Kooperationsvereinbarung mit dem NASA Marshall Space Flight Center in Huntsville, AL, ein, um Fertigung für Mondoberflächen-Habitation zu untersuchen. Dieses Projekt beinhaltete die Ausstattung eines Modell-Mondhabitats mit autonom produzierten Strukturen – Innenwände, Werkzeuge, Lüftungskanäle, Möbel und Komponenten.

Tracie Prater ist Technical Manager in der Habitat Systems Development Branch am Marshall, die als Subject Matter Expert für die Centennial Challenge diente und auch mit Branch an der Kooperationsvereinbarung arbeitete.

„Mit der 3D Printed Habitat Challenge waren Teams darauf fokussiert, wie man eine große Habitatstruktur auf einer Planetenoberfläche baut“, sagte sie. „Aber sobald diese Struktur unter Druck gesetzt und für die Crew-Besatzung bereit ist, wie bevölkert man sie mit Systemen und Vorräten? Das war es, worauf Branch durch die Kooperationsvereinbarung blickte – was ihr On-Demand-Fertigungsprozess in Bezug auf neuartige Designs für Innengegenstände ermöglicht.“

Beide NASA-Projekte beeinflussten Branchs Angebote, laut Goodloe. Zum Beispiel führten NASA-Parameter für die Mondbasis dazu, dass das Unternehmen seine Düsen so auslegte, dass sie sowohl seine charakteristischen Gitterstrukturen als auch traditionellere Schichten extrudieren können. Branch nutzt diese Dualfähigkeit häufig – zum Beispiel in seinen Wandpaneelen, wo traditionell gedruckte Abschnitte feste Substrate für die Befestigung von Befestigungselementen bieten.

Branchs Arbeit bei der Ausstattung eines Prototyps eines Mondoberflächen-Habitats, das sie unter einer Kooperationsvereinbarung mit dem Marshall Space Flight Center entwickelten, half dem Unternehmen, seine Druckprozesse weiterzuentwickeln. (Bild: Branch Technology Inc.)

Die von Branch extrudierten Polymere wurden durch seine Materialforschung für die Habitat Challenge beeinflusst, die verlangte, dass Druckmaterial aus etwas wie dem Staub und den Gesteinen auf der Marsoberfläche und Missionsrecyclables besteht. Branch entwickelte einen basaltfaserverstärkten Kunststoff und entwickelte daraus ein optimales Beladungsrezept für seine irdischen „Tinten“.

Das Unternehmen arbeitet nun an einem NASA Small Business Innovation Research Projekt, um zu bestimmen, ob seine Freeform 3D Printing Technologie einen 50-Meter-Turm auf dem Mond bauen könnte. Branch baute auch einen vollmaßstäblichen Nachbau des Space Shuttles und eine kraterbedeckte Mondoberflächenfassade für das Space Camp Gebäude am U.S. Space and Rocket Center, ebenfalls in Huntsville.

Branchs weitere Projekte umfassen eine 50-Fuß, vorhanginspirierte Wand für das W Hotel in Hollywood, Kunstinstallationen und Gebäudeinnenräume und -außenbereiche. Die Analyse eines Hochhausfassaden, das ursprünglich vorgefertigten Beton erhalten sollte, ergab, dass Branchs Paneele 34 Millionen Pfund leichter wären, 49-mal mehr Isolierung bieten und keine Fachkräfte oder Kranzeit für die Installation benötigen würden.

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