Проект многофункционального подземного здания на Марсе (Mars SUBsPaCe) представляет собой среду обитания, предназначенную для поддержки большого населения на Марсе устойчивым и масштабируемым образом. Мы считаем, что подземная среда обитания имеет значительные преимущества по сравнению с надземными структурами. Нахождение под землей означает, что окружающий материал обеспечива

Дизайн SUBsPaCe основан на принципе работы землеройного шнека. Он состоит из центрального вала, окруженного спиральной конструкцией. В основании центрального вала находится массивная буровая головка для удаления материала из-под него. Аналогичным образом, в конце спиральной конструкции расположены четыре перекрывающиеся буровые головки. Лобби-блок, который

Ключ к универсальности нашей среды обитания заключается в модульной конструкции жилого блока. Поскольку вся структура внедряется в землю, пространство создается между вестибюлем и первым жилым блоком в начале спиральной структуры. По мере того как вся структура поворачивается, новый жилой блок может быть установлен периодически. Это обеспечивает мас

На каждый полный этаж в центральной шахте приходится 10 жилых блоков. Доступ к каждому жилому блоку осуществляется через главный спиральный пандус (наклон 1:12), который проходит по всему зданию. Интегрированный лифт и лестничная клетка позволяют жильцам добраться до каждого жилого блока, находящегося не более чем в 5 блоках от

Чтобы еще больше донести идею о том, что 3D-печать может быть эффективным способом производства, эти модульные жилые блоки можно теоретически построить с помощью 3D-печати из бетонного материала (полученного из марсианской среды) в удаленном месте. Центральный вал также можно напечатать аналогичным образом (маленькая коробка на

Всё подземное здание покрыто куполом в форме зонта. Гексагональные конструкции представляют собой солнечные панели, которые будут вырабатывать электроэнергию для увеличения потребления жителями. Он также содержит несколько воздухозаборников для входа и выхода из жилого помещения (в модели они были подняты так, чтобы жилое помещение было видно). Централь

Масштаб нашего проекта здесь составляет 1:266. Каждое жилище примерно состоит из жилого пространства площадью 150 квадратных метров. В здании 40 блоков, включая блок лобби и два блока для технического обслуживания и складских помещений в нижней части спиральной структуры. Модель разделена на секции, чтобы можно было увидеть внутреннюю планиров

1. Процесс проектирования.

Первые концептуальные разработки были выполнены на бумаге. Все последующие проекты в САПР и тестовая сборка были выполнены в Solidworks. Основная трудность, возникшая на этапе проектирования, заключалась в определении размеров конструкции. Для этого мы черпали вдохновение, в частности, в квартире Pearl Bank (Сингапур) и Ponte City (Йоханнесбург,

1. Процесс изготовления.

Объекты для 3D-печати были любезно предоставлены учебным заведением Hwa Chong Institution.

Наша архитектурная модель была изготовлена с использованием процесса термопластичного формования (FDM). Печать была выполнена на двух принтерах 3D Panther, произведенных компанией с тем же названием (базирующейся в Сингапуре). Принтеры имеют следующие технические характеристики:

1. Точность позиционирования: X/Y: 0,025 мм и Z: 0,005 мм.
2. Диаметр печатающей форсунки: 0,4 мм (совместим с ПЛА и АБС пластиковой нитью диаметром 1,75 мм).
3. Объём сборки: 202 мм (X) x 162 мм (Y) x 157 мм (Z)

Предыдущая работа по характеристике принтеров показала, что они могут надежно печатать с разрешением не более 1 мм. Поэтому на этапе CAD-проектирования все соединяемые детали имели зазор 0,5 мм с каждой стороны, и ни одна структура не была меньше 1 мм.

Удаление опорной структуры вызывало у нас большую озабоченность, так как это могло потенциально помешать работе с самой моделью. Изначально мы планировали печатать каждый жилой блок в двух частях - верхней и нижней. Это позволило бы избежать необходимости в опорной структуре для нависающей крыши. Мы сочли, что сборка двух

Однако, когда мы начали нашу печать, мы обнаружили, что при оптимизированных настройках принтера каждый блок занимал примерно 3 часа для завершения. Из-за использования принтера студентами в дневное время, только один принтер был доступен. Таким образом, мы приняли решение собрать структуру в Solidworks и уменьшить её масштаб на 55% для печати в 4 блока. Это

Модель была напечатана с использованием белого PLA-пластика толщиной 1,75 мм при температуре 195 градусов Цельсия на платформе, покрытой каптонной лентой, нагретой до 55 градусов Цельсия.

Файлы .SLDPRT (файлы деталей в SolidWorks) для проектов были преобразованы в файлы .STL. Эти файлы затем были конвертированы в gcode с помощью Cura, которое также генерировало инструкции по печати для заполняющих структур в твердой части модели и опор для выступающих структур в модели. После этого gcode были перенесены на интерфейс repetier-host с реальным

Совокупное время печати составляет примерно 48 часов. Высота слоя - 0,1 мм, а коэффициент заполнения - 20% для быстрой печати. Для нашей печати мы использовали пару принтеров. После этого напечатанные модели подвергались постобработке, заключающейся лишь в удалении опорных материалов. Затем четыре основных секции собирались с помощью клея