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2021/09/22
馬斯克移民火星大計，3D列印挖隧道、上太空
由蘇黎世聯邦理工學院為首的學生團隊，利用3D列印機制創造出2.5噸的隧道掘進機，贏得了由馬斯克主辦的隧道挖掘比賽第二名，為數位製造的3D列印業打造亮麗新成績！
馬斯克的「非主流」比賽
身為特斯拉汽車執行長的馬斯克，一直對3D列印深感興趣。3D列印是他在未來幾十年內，把超過100萬人運送至火星的計劃核心——他在2002年創立了私人太空探索計劃SpaceX，把一個3D生物製造設施飛往國際太空站(ISS)，並將一顆3D列印的高通量衛星發射到軌道上。這不是首次把3D列印的技術帶往太空，除了歐洲太空總署開發了直接在月球上收集土壤來3D列印出太空基地的技術，新型3D列印的火箭引擎也在今年通過了NASA的熱火測試，可見數位製造中的航太領域一日千里。
Swissloop Tunneling的Groundhog Alpha隧道掘進機
用3D列印技術加固隧道
2020年夏天，馬斯克的Boring公司舉辦一項隧道掘進比賽，以小型隧道掘進機為目標，建造能夠挖掘30米長、直徑50厘米的穩定隧道。從400支團隊中挑選出12支團隊，在內華達州的沙漠中進行比賽，以蘇黎世聯邦理工學院為首的Swissloop Tunneling，部署了一台7米2.5噸的Groundhog Alpha隧道掘進機，成功挖掘了一條超過18米長的隧道，但最終被競爭對手慕尼黑工業大學擊敗——儘管，這兩個團隊均未能在比賽中挖出一條完整的隧道。
雖敗猶榮，因為Swissloop Tunneling採用了3D列印機制，機器會將一種特殊設計的混合物塗抹在隧道壁上，並立即硬化，所以Groundhog Alpha是唯一能夠在原地製造支撐性隧道襯砌的機器。這種支撐材料由堅韌的玻璃纖維材料和混合物組成，通過3D列印技術創造出一個15毫米厚的隧道壁，該材料確保了整個隧道長度的結構完整性，並因其性能獲得了比賽的創新和設計獎。
展望未來，Swissloop Tunneling團隊希望進一步開發這項技術，使Groundhog Alpha能夠挖掘直徑為4米的隧道，這是馬斯克的SpaceX Hyperloop比賽所需要的隧道寬度，而該比賽以尋求建造通過真空管道旅行的高速太空艙為目標，也為數位製造的航太科技揭開新的一章。
40多名學生一同開發了Groundhog Alpha
蘇黎世聯邦理工學院在3D列印建築方面的創新
除了為馬斯克的隧道比賽做準備之外，蘇黎世聯邦理工學院的Swissloop Tunneling團隊還利用3D列印技術開發了多個建設項目。2020年7月，他們開發了一種新穎的「蛋殼」混凝土3D列印工藝，將大型FDM 3D列印機器人與鑄造方法相融合，這種技術能以更節省材料的方式，建造複雜的混凝土結構。
過去，蘇黎世聯邦理工學院還利用3D列印技術打造了一個5噸重的3D列印弧形外殼混凝土展館，並結合了3D列印機和機械臂，以數位方式製造了一座三層樓的房子。蘇黎世聯邦理工學院也計劃為瑞士的一個文化遺址，建造一座由3D列印柱子組成的23米高塔，並與著名建築師一起成功創建了第一座3D列印自支撐混凝土天橋。
以上種種3D列印建築的成就，都證明了3D列印不管在地面建設或太空基地的項目上，都發揮了最極致的創意、技術與執行力，令3D列印的「無所不印」在數位製造中更為登峰造極。
Groundhog Alpha利用3D列印機制，在原地製造支撐性隧道襯砌
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