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60 %
估计从地球发射的材料节省了多少
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建造日vs. 传统的5
“能够按需3D打印我们需要的任何结构或部件, 使用就地资源制成的原料, 能使我们独立于地球之外吗, 这样我们就可以发展我们自己的地面首页,并根据需要创建我们自己的备件. 另外, 我们可以在行星表面生产的任何东西都不需要从地球发送出去,这将节省发射这些材料的时间和成本——这对美国宇航局来说是一个改变游戏规则的因素.”
为空间设计
前往火星的单程旅行将花费宇航员6到9个月的时间,一旦他们到达火星, 需要有适合他们居住的地方. 考虑到到达火星需要的时间, 而且,一旦进入太空,宇航员就不能把去商店买补给品添加到他们的待办事项清单中, 3D打印正在探索以前认为不可能的选择.
为修路做准备, 地球上的护堤和结构, 雅各布斯和美国国家航空航天局乔治C. 马歇尔太空飞行中心(MSFC)在亨茨维尔, 阿拉巴马州正在试验3D打印机,以及它们为一种被称为增材制造的过程所带来的好处.
和其他加法过程一样, 添加剂建设 首先将零件的计算机几何模型转换为3D打印机的一组打印说明. 然后, 结构被打印出来, 一层一层地, 使用定义的坐标和打印参数.
在设计这些结构时, 我们团队的首要任务之一是研究地球的土壤化学, 矿物学和地质力学特性——开发建筑材料的关键, 就地资源, 可以抵御火星的寒冷, 无空气和生锈的沙漠表面. 这些研究将有助于设计能够提供辐射和弹道防护的结构,并在低压环境下最大化结构支持.
据估计,3d打印首页和使用当地材料的建筑可以减少从地球运输的材料量60%到90%, 显著降低建筑成本和时间,甚至通过使用更少的材料和产生更少的废物来减少对环境的影响. 该团队已经成功地利用火星模拟物制造了水泥建筑材料,他们希望有一天能实现这一目标, 在对力量进行了更多的研究之后, 氧化障碍, 辐射屏蔽电位等, 他们将能够使用3D打印技术制造一个完整的前哨基地.
远离这个世界的科技,离家更近
虽然在火星上建立3D打印首页的想法非常酷, 增材建筑技术的起源更加接地气. 雅各布斯甚至还在协助这项技术进入其他市场, 比如军事应用以及州和地方政府.
对于更广泛的社会来说,利用增材结构来解决地球上迫在眉睫的问题的潜力, 比如房地产危机, 特别令人兴奋. 近 3000万美元.S. 家庭 面临以下一个或多个问题:成本负担、过度拥挤和空间不足. 在世界范围内, 而发展中国家的大城市一直在以每年接近5%的速度增长, 贫民窟和棚户区的增长速度几乎是现在的两倍.
增材结构是适应性强的,按需的,可以在各种设置中使用. 这项技术可以在一天内建成简单的军事基地住房, 而不是通常的五个. 目前,在美国的住宅.S. 需要半年多的时间来建造. 3D打印成本更低, using just half the material used for typical builds; and it also requires fewer personnel – which could free up more time to build additional structures to help bridge the housing gap.
最近,在雅各布斯的支持下,美国宇航局MSFC太空制造团队的成员开发了一种 全尺寸增材制造系统 为了美国.S. 伊利诺斯州尚佩恩的陆军工程兵团(COE)研究实验室. 欧洲委员会和美国.S. 夏威夷州有兴趣使用这项技术来减少从大陆进口材料的需求. 想象一下,在面对美国面临的问题时,这项技术可以实现什么.S.中国的传统首页,如道路和供水系统.