这种为NASA建造的火星栖息地3D打印机如何工作？

ArchDaily的文章AI SpaceFactory赢得了NASA的3D打印的“火星人居挑战赛”，展示了一种有效的3D打印设备，该设备使用了包含

从玛里岩（模拟物）和可再生植物基生物塑料中提取的玄武岩纤维。

下图显示了打印机的一部分。这台打印机是否只是让浆料干燥，还是混合物以某种方式自发地催化或硬化？我也想知道中央喷嘴周围有十二根黑色软管（看起来像什么）。

让我们从总体设计外观开始：该打印机包含一个带有工具头的机械臂，与焊接机器人非常相似，并且可能由类似的CAM软件控制。

图片来自Robotics.org

工具头

这里真正有趣的部分是工具头。因此，让我们看一下它，并尝试通过对某些零件的放置方式，对零件的了解以及OP提供的信息，对这些零件的使用进行反向工程。

黑管

从主体到打印头有一束12条黑管，它们终止于某个距离盘的侧面。在我看来，它们看起来像是一个提供气流的系统，因此很可能是某种冷却系统。机器底部的巨大风扇进一步支持了这一点，将空气泵入软管。

银罐

第一张图片显示的是带有标签V7（版本7？）或VT（如Virginia Tech）或类似标签的银色水箱。它通过灰色软管连接到打印机基座。将其安装在挤出机上的迹象表明，这是一个料斗，很可能以粒状或粉末形式保持打印材料，并通过灰色软管进料。根据问题中提供的信息，可能是某种PLA（由玉米淀粉合成）或其他使用火星粉尘作为填充材料的生物塑料。打印材料从此处落入中心列...

中央柱

...通过距离盘向下进入厚喷嘴，因此它必须是挤出机和加热器的组合。在其顶部，有一个大的Z方向步进电机，这表明磨砂灰管内部是一个心轴，将熔化的颗粒压过加热元件，压入下面的喷嘴中。

打印材料和更多信息

最后一张图片自豪地显示了打印机侧面的“ Autodesk”。自2018年8月起，Autodesk撰写了一篇有关太空打印的文章，其中NASA拥有GMRO的Nathan Golino指出：

磨损一直是我们使用的3D打印机的问题。当物料通过系统挤出时，进给螺杆，料筒和喷嘴非常粗糙。

这证实了类似于粒状挤出机的一般组成。

将少量废塑料与称为regolith的碎石混合，可以形成比混凝土更坚固的添加剂建筑材料。（在图片标题上）

我们在增材制造实验中一直使用的材料是掺有废聚合物的重粉煤灰。您可以以宇航员垃圾和运输容器的形式获得聚合物，也可以合成聚合物。您可以将其用作粉煤灰的粘合剂，聚合物与粉煤灰的比例相对较低，以使建筑材料在压缩方面非常类似于波特兰水泥，并且抗拉强度要强20倍。

从ABS到PETG，从ASA到PC到PLA，“废聚合物”都可能是任何东西，但似乎塑料与再硬脂料的混合比例很高。看起来它的行为更像是塑料而不是混凝土，它在冷却时从熔融的糊状物硬化成坚硬的混凝土。

作为一个有趣的额外花絮：Golino还指出，火星打印机目前处于2到3级，其中0是“一般概念”，而9是“准备飞行”，因此处于早期开发阶段。

深入了解该项目的背景-2015年的设计竞赛-暗示，用于手臂的软件甚至可能是Autodesk PowerMill。

纵观如果是V7或VT打印机的料斗的问题后面，一个文章，在OP的问题打印在同一半球弹出：弗吉尼亚理工大学一直是采取上述的决赛船员的一部分设计大赛，是决赛的一部分。他们与AI太空工厂团队合作，最终获得了胜利。在相关文章中，打印机OP向我们展示了可以从不同的角度看到我们，并从冷却管上剥去了标签，并使用了更长的挤出机。它告诉我们有关团队和参与者的工作分配的更多信息：

AI SpaceFactory在Autodesk BUILD Space中为竞赛的建造阶段印刷的大幅面容器。该工具是与Virginia Tech和Autodesk合作开发的。

其背后的主要公司AI SpaceFactory在2019年4月10日的YouTube视频上展示了另一种版本-没有冷却管的版本，并在2019年5月3日的决赛中展示了风冷版本的性能（警告： 10小时的3D打印盛况！）在9:52:12，我们还开始学习图片1中的磁盘内容：由于导航问题，它的结构的端盖不幸掉入了孔中。

在下面的简短视频中，我们看到打印机还包含一些夹持器，用于放置窗框和天窗，以及打印后进行的承重测试。显然，他们使用的材料经过精心设计，可以再次粉尘化后重新使用。