De la Lune à la ville : comment la technologie de treillis lunaire transforme la construction terrestre

Branch imprime en 3D des structures en treillis qui peuvent être remplies ou laissées creuses pour créer des composants de construction uniques, comme ces panneaux muraux inspirés de draperies pour le W Hotel à Hollywood. (Image : Branch Technology Inc.)

Un processus innovant d'impression 3D qui a fait progresser l'approche de la NASA pour équiper un habitat lunaire rend les bâtiments sur Terre beaux, efficaces et solides.

Au lieu de construire un objet couche par couche, Branch Technology Inc. a développé ce qu'elle appelle l'Impression 3D Freeform, qui crée des formes avec des structures en treillis légères qui peuvent être remplies ou recouvertes. L'entreprise utilise cette technique pour fabriquer des éléments de construction modulaires visuellement intéressants, tels que des panneaux muraux et des revêtements.

« Notre processus élimine une tonne de matériau de quelque chose qui autrement pourrait être imprimé plein tout du long », a déclaré David Goodloe, qui dirige l'équipe Concepts Avancés de l'entreprise basée à Chattanooga, TN, qui gère les collaborations de l'entreprise avec la NASA.

En 2017, Branch a remporté la Phase II du Défi de l'Habitat Imprimé en 3D, une compétition NASA Centennial Challenges pour construire un habitat imprimé en 3D pour l'exploration de l'espace profond.

« Gagner ce défi nous a en fait présenté notre premier investisseur institutionnel », a déclaré Goodloe.

Le processus d'impression 3D de Branch lui permet de créer des parties de construction visuellement intéressantes, telles que la façade de cette banque à Chattanooga, Tennessee. (Image : Branch Technology Inc.)

« Brick & Mortar Investments, basé dans la Silicon Valley, CA, a vu cette petite équipe de robotique avancée de Chattanooga gagner cette compétition mondiale NASA », a-t-il dit. « Quand ils ont entendu parler de notre vision pour la construction terrestre, ils ont investi dans l'entreprise. »

En s'associant au cabinet d'architecture Foster + Partners et à l'Université Stanford, Branch a conclu un accord de coopération en 2021 avec le Centre de Vol Spatial Marshall de la NASA à Huntsville, AL, pour examiner la fabrication pour l'habitation de surface lunaire. Ce projet impliquait l'équipement d'un modèle d'habitat lunaire avec des structures produites de manière autonome — murs intérieurs, outils, gaines, meubles et composants.

Tracie Prater est une gestionnaire technique dans la branche Développement des Systèmes d'Habitat à Marshall qui a servi d'experte en la matière pour le Centennial Challenge et a également travaillé avec Branch sur l'accord de coopération.

« Avec le Défi de l'Habitat Imprimé en 3D, les équipes se concentraient sur la façon de construire une grande structure d'habitat sur une surface planétaire », a-t-elle dit. « Mais une fois que cette structure est pressurisée et prête pour l'occupation de l'équipage, comment la peupler avec des systèmes et des fournitures ? C'est ce que Branch examinait à travers l'accord de coopération — ce que leur processus de fabrication à la demande permet en termes de designs novateurs pour les articles intérieurs. »

Les deux projets NASA ont influencé les offres de Branch, selon Goodloe. Par exemple, les paramètres de la NASA pour la base lunaire ont conduit l'entreprise à permettre à ses buses d'extruder ses structures en treillis caractéristiques ainsi que des couches plus traditionnelles. Branch utilise cette double capacité fréquemment — par exemple, dans ses panneaux muraux, où des sections imprimées traditionnellement offrent des substrats solides pour fixer des attaches.

Le travail de Branch pour équiper un prototype d'habitat de surface lunaire qu'ils ont développé, illustré ici, sous un accord de coopération avec le Centre de Vol Spatial Marshall, a aidé l'entreprise à faire évoluer ses processus d'impression. (Image : Branch Technology Inc.)

Les polymères que Branch extrude ont été informés par sa recherche en science des matériaux pour le Défi de l'Habitat, qui demandait que le matériau d'impression soit fait de quelque chose comme la poussière et les roches trouvées à la surface martienne et des matériaux recyclables de mission. Branch a développé un plastique renforcé de fibres de basalte, et à partir de ce travail a développé une recette de chargement optimal pour ses « encres » terrestres.

L'entreprise travaille maintenant sur un projet NASA Small Business Innovation Research pour déterminer si sa technologie d'Impression 3D Freeform pourrait construire une tour de 50 mètres sur la Lune. Branch a également construit une réplique à échelle réelle de la navette spatiale et une façade de surface lunaire cratérisée pour le bâtiment Space Camp au U.S. Space and Rocket Center, également à Huntsville.

Les autres projets de Branch incluent un mur de 50 pieds inspiré de draperies pour le W Hotel à Hollywood, des installations artistiques, et des intérieurs et extérieurs de bâtiments. L'analyse de l'entreprise d'une façade de gratte-ciel initialement prévue pour recevoir du béton préfabriqué a révélé que les panneaux de Branch seraient 15,4 millions de kg plus légers, offriraient 49 fois plus d'isolation, et ne nécessiteraient ni main-d'œuvre qualifiée ni temps de grue pour l'installation.

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