5月初，美国国家航空航天局(NASA)在伊利诺伊州皮奥里亚公布了3d打印火星栖息地挑战(Mars Habitat Challenge)的第三阶段结果，宾夕法尼亚州立大学差一点就击败了它的友好竞争对手人工智能太空工厂(AI SpaceFactory)。但在这个过程中，该团队取得了突破性进展，推动了3d打印建筑研究，并使团队更接近在地球上创建可持续住房的目标。
仅仅两年多的时间里，宾夕法尼亚州立大学Den@Mars这是一个跨学科团队，由代表艺术与建筑学院、工程学院、农业科学学院和材料研究所的学生和教师组成美国宇航局的雄心勃勃的挑战该项目呼吁参赛者开发先进的3d打印技术，以生产一个结构合理的栖息地，可以由NASA在火星和其他地方的太空探索者打印。一切都很顺利。
第二名在第三阶段的最后阶段结束了比赛，这需要剩下的两支队伍3d打印一个三分之一规模的栖息地，宾夕法尼亚州立大学的队伍赢得了20万美元，使其比赛收入达到了50万美元。
除了奖金，该团队还获得了宾夕法尼亚州立大学(Penn State)的拨款，以及欧特克(Autodesk)、海湾混凝土技术(Gulf Concrete Technologies)和蒂尔康(Tilcon)提供的实物材料和咨询。据艺术与建筑学院设计创新Stuckeman主席Jose Duarte说，这种支持推动团队解决了其设计提出的众多挑战，包括打印一个完全封闭的结构——这在3d打印房屋建设研究中从未实现过。
这是美国国家航空航天局(NASA)在伊利诺伊州皮奥利亚举行的3d打印火星栖息地挑战赛(3d -print Mars Habitat Challenge)竞赛场地的全景图。在这里，宾夕法尼亚州立大学(Penn State)与它的友好对手AI SpaceFactory展开了较量，并在3d打印房屋建造方面取得了突破。来源:美国国家航空航天局
该团队的住宅设计采用了圆筒形基座和圆屋顶的概念，这需要3d打印机械臂在结构的中心添加多层糊状混凝土，最终形成一个完全包围结构的尖屋顶。
近200名观众聚集在卡特彼勒位于皮奥里亚的爱德华兹示范和学习中心，两支队伍并肩比赛了五天，最终打印出了各自队伍的最终结构。
AI SpaceFactory在三天的印刷时间里，宾夕法尼亚州立大学的大部分时间都领先，但在最后一天，也就是下午6点完成结构的最后期限临近时，宾夕法尼亚州立大学领先，在只剩下11分钟的时间完成了印刷。在一次戏剧性的尝试中，AI试图提前将预制天窗放置在结构顶部，但由于缺乏支撑，天窗掉到了地上。这一意外震惊了旁观者，随后传来一声喘息，宾夕法尼亚州立大学似乎控制了比赛。
“大气令人兴奋和热闹。Duarte说，这就像足球比赛一样。““每个团队都在不同的观点，我们感受到了压力。但是当他们的屋顶倒塌时，我们知道我们的设计，我们没有时间在最终打印前进行全面测试，可以获胜。“
在身后的压力下，团队成员花了一点时间庆祝他们的成功，知道他们的结构创造了历史。
宾夕法尼亚州立大学Den@Mars刚刚完成了有史以来第一个完全封闭的3d打印建筑结构。来源:美国国家航空航天局
杜阿尔特说:“以前从来没有人打印过封闭的屋顶。”“这种感觉很棒，这次成功突出了团队的协作性质。我们有远大的梦想，因为每个人的参与，这些梦想变成了现实。”
每个小组的结构完成后，他们都要进行严格的强度测试。这些栖息地被一个小的破碎球击中，最终在卡特彼勒挖土机的压力下，用铲斗慢慢地压在建筑物的顶部，最终崩溃。
尽管宾夕法尼亚州立大学的团队在3d打印方面取得了突破，但AI SpaceFactory以微弱优势赢得了第三阶段的比赛，离赢得挑战又近了一步。但即使失败了，这个团队还是回到了欢乐谷，离预期的研究目标又近了一步。该研究的目标是开发3d打印房屋建造技术，这可能会影响无家可归者或帮助重建受自然灾害破坏的地区。
据建筑学副教授沙迪·纳扎里安(Shadi Nazarian)说，火星距离地球近3400万英里，但随着气候变化等因素日益普遍，对我们家园上的可持续建筑的需求正变得越来越大。
“我们肯定会对这项研究感到一种社会责任感，”纳撒尔特说。“想象一下被龙卷风摧毁的区域;这种类型的技术可以被送到该区域，可以立即打印那些丢失一切的人。这项思考推动了我们的研究，并感受到我们最新的成就。“
为了展示这一概念，该团队正在与宾夕法尼亚州立大学(Penn State)合作，确定校园内可以建造3d打印微型房屋的区域。与晨星太阳能住宅类似，该建筑将是完全可持续的，并提供了住宅建设的未来一瞥。
随着这些计划的发展，该团队将继续进行密集的研究，努力改进其设计，以应对美国宇航局的挑战，该挑战将于明年恢复。
了下:学生项目，产品设计
