Крупномасштабная 3D-печать – от океанских глубин до Луны

Рисунок2Готовыйдом

Все предметы, представленные на рисунках 1 и 2, были созданы при помощи технологии D- Shape, изобретённой и запатентованной инженером Энрико Дини (Enrico Dini) из Monolite UK. Эта технология отличается от самых известных участников рынка (например, Freeform Construction1, разработанной в Научно-исследовательской группе быстрого производства Университета Лафборо и Contour Crafting2).особой функцией выборочного катализа веществ в пласте подготовленного песчаного грунта путём точечного впрыска жидких «чернил»; другие техники основаны на экструзии строительного материала, предварительно смешанного со связующим веществом или катализатором. Эта особенность позволяет печатать с D-Shape очень крупногабаритные сооружения, ведь единственное, что ограничивает объём — это размер области печати. Самая новая версия принтера (гигантский плоттер с длинной распыляющей головкой, движущейся вдоль двух рам по осям X-Y),изображённаянарисунке3,и меет область печати6×6мидостигает3мввысоту.

Созданиестроительныхблоковдлялунного поселения

За свои уникальные свойства технология D-Shape была избрана для участия в проекте «3Dпечать строительных блоков с использованием лунного грунта», субсидированного Европейским космическим агентством (ЕКА) и направленного на развитие концепций строительства поселенийдляпостоянногообитаниячеловеканаЛуне3.

Создание человеческих колоний на Луне очень интересно с точки зрения ведения научных

Рисунок3ПринтерD-Shape

экспериментов, наблюдения за какой-нибудь отдалённой частью космоса без помех атмосферного щита, а также как основа для миссий по изучению глубокого космоса. Как и любая другая колонизация в человеческой истории, даже лунная должна использовать местный материал для базовой конструкции «домов». Но на Луне только песчаный грунт и немного ледяной воды. Лунный песок называют реголитом. Первая часть вышеупомянутого проекта была посвящена поиску подходящего вещества, воспроизводящего основные свойства реголита. Затем проводились тесты в вакууме, чтобы доказать, что технология D-Shape применима в отсутствие атмосферы и при пониженной гравитации, то есть в условиях, приближённых к лунным.

Эти эксперименты проходили в одной из вакуумных камер Alta SpA. Технология D-Shape к тому же была модифицирована для эксплуатации суровой лунной окружающей среды при очень ограниченной поддержке со стороны людей-операторов (возможность дистанционного управления без человеческого контроля тоже рассматривалась). Высшая школа Св. Анны провела исследования в этом направлении: принтер оснастили камерой, фотографирующей каждый напечатанный слой, и алгоритмами обработки изображений, способными сравнивать

напечатанную поверхность с её идеальной формой и находить возможные дефекты. Логические схемыуправлениятожебылимодифицированы,чтобы вавтономномрежимевыявлятьи исправлять сбои в работе и дефекты печати. В заключение вся конструкция принтера была перепроектирована таким образом, чтобы она могла быть — в будущем — более гибкой, приспосабливаемой к неровному лунному грунту и, прежде всего, способной двигаться и взаимодействовать с другими автономными и полуавтономными вспомогательными

аппаратами, например с теми, которые будут собирать реголит для печати.

строительного блока (общим объёмом около 1,5 м3) с демонстрацией одного из слоёв в разрезе, а также процесс печати этого образца, чтобы было понятно, насколько технология D-Shape эффективнадлясозданияподобнойконструкции.

Нарисунке5изображёнмакетукомплектованноголунногопоселения.

Рисунок5Макетлунногопоселения(слюбезногоразрешения Fosters+Partners,участвовавших впроекте,профинансированном ЕКА)

D-Shapeдляморской среды

Пористость объектов, напечатанных по технологии D-Shape, делает их пригодными для внедрения в естественную среду. Например, на этих конструкциях могут легко укрепиться вьющиеся растения, постепенно покрывая их и порождая уникальные и неожиданные формы, в полном согласии с природным ходом вещей. По тому же принципу подводная растительность и представители мелкой морской фауны могут использовать этот вид конструкции (при условии подходящего дизайна) как благоприятное место для жизни и размножения. Поэтому данные предметы можно с успехом использовать для быстрого восстановления морского дна, повреждённого природными явлениями или человеческим вмешательством (например, при аварияхилииз-завредящихокружающейсредесооружений).