Студенты напечатали биопавильон из живых грибов

Материал

Что такое мицелий?

Мицелий представляет собой сеть тонких, переплетенных гиф, которые нужны грибам для поглощения и транспортировки воды и питательных веществ. Гифы являются основными строительными блоками нитчатых грибов. Они растут, расширяясь и заполняя пространства внутри субстрата.

Композит

Для эксперимента был взят мицелиальный композит, смешанный с древесными опилками, рисовыми отрубями и деионизированной водой. Этот материал начинает расти к третьему дню и превращается в твердый белый блок к седьмому дню. Последующая сушка останавливает развитие грибов, позволяя использовать материал по назначению.

Испытание на сжатие

Мицелиальные композиты служат устойчивой альтернативой EPS (вспененный пенополистирол) для изоляции, обеспечивая аналогичный уровень производительности. При испытаниях на сжатие два типа блоков показали прочность в 4-7 раз выше по сравнению с EPS и в 2-3 раза выше по сравнению с PLA.

Технология производства

Мицелий включается в архитектуру двумя способами:

• помещение композитов в форму для выращивания;

• экструзия смеси напрямую с помощью 3D-печати. Этот метод предоставляет гораздо большую свободу в плане дизайна и эффективнее в плане производства.

Для печати использовали промышленный роботизированный манипулятор, позволяющий создавать крупномасштабные конструкции

Ограничения

• Наиболее проблематичным при печати большого количества мицелиального композита является поддержание постоянной скорости экструзии для предотвращения засорения сопла.
• Обеспечение надлежащих пастообразных свойств для экструзии и способности нижних экструдированных слоев сцепляться с верхним наносимым слоем.

Поиск геометрии формы

Уложенный в форму композит сушится в течение 2-3 дней, после чего отделяется от нее и культивируется в контролируемой среде (при температуре 18°C и влажности 60%).

Разрешение геометрии формы и ее технологичность очень важны для эффективной укладки и извлечения биокомпозита. Если размер узора слишком мал, то композиты потом трудно отделить от поверхности. После серии экспериментов разрешение 150 x 150 мм было выбрано в качестве оптимального.

Производство

С применением 3D-печати гранулами и ЧПУ-станка были изготовлены 63 многоразовые пресс-формы для производства 155 панелей. Было использовано 1200 кг мицелиального композита.

Промышленный роботизированный FGF-манипулятор был использован для создания форм размером приблизительно 700 x 400 x 50 мм. Девять форм с двумя вариантами узоров были напечатаны с разрешением 1,5 мм.

На поверхность финальной формы был нанесен растительный глицерин, укрепляющий биоматериал. Производство и выращивание всех панелей заняло 35 дней.

Монтаж

Когда панели были полностью готовы, строители приступили к сборке хижины на месте. Деревянный каркас служил опорой для оболочки из мицелиевых панелей. Конструкция была изготовлена заранее в мастерской.

Панели были прикреплены с помощью механических соединений. Их поддерживали вертикальные деревянные рамы, расположенные радиально. Нахлест 15 мм гарантировал предотвращение зазоров и проникновение воды.

Результат

Мицелиальная хижина была установлена на кампусе Сеульского национального университета науки и технологий для общественного пользования, неподалеку от лесопарка — популярного места для прогулок. Внутри помещение было оборудовано местами для сидения.

Проект Mycelial Hut показал, что использование органических композитных материалов открывает новые возможности для архитектуры, которая долгое время зависела от материалов, не подлежащих переработке или разложению.