Kiểm soát nhiệt độ ánh sáng bằng nhựa nhiệt dẻo in 3D

05/04/2025 20:00

Các sinh viên từ Trường Kiến trúc Bartlett, UCL đã nghiên cứu, phát triển một hệ thống đa vật liệu in 3D từ nhựa nhiệt dẻo phân hủy sinh học, có khả năng kiểm soát nhiệt độ ánh sáng.

Mái nhà ga Euston ở London là bối cảnh kiến trúc quy mô lớn cho ứng dụng ảo của hệ thống Metaplas, được tạo ra bởi sinh viên từ Trường Kiến trúc Bartlett, UCL. Là một phần của cuộc điều tra được thực hiện trong Cụm Nghiên cứu 8 (RC8) của chương trình Thạc sĩ về Thiết kế Kiến trúc, sinh viên đã phát triển một hệ thống đa vật liệu in 3D từ nhựa nhiệt dẻo phân hủy sinh học và tái chế. Chuyển đổi các tấm vật liệu phẳng thành các hình thức ba chiều phức tạp, sinh viên đã tạo ra một hệ thống kết cấu với các nếp gấp hình học cho phép kiểm soát thụ động ánh sáng của các không gian bên trong.

*Mô phỏng mái nhà ga Euston bằng công nghệ nhựa nhiệt dẻo in 3D*

Các phương pháp thiết kế và xây dựng đương đại thường thiếu một mô hình để thống nhất thiết kế, vật liệu, yêu cầu về cấu trúc và chế tạo thông qua các công cụ kỹ thuật số. Để giải quyết tình trạng thiếu hụt này, Metaplas là kết quả của quá trình tìm kiếm để đạt được một hệ thống kiến trúc toàn diện thông qua số hóa. Ngoài ra, hệ thống có thể được sản xuất theo hướng thân thiện với môi trường và phù hợp chuẩn mực xã hội, đồng thời có thể mang lại lợi ích kinh tế. Ví dụ, trong trường hợp của Ga Euston, các cơ sở tái chế và in 3D nằm trong bán kính xác định từ địa điểm đã được lập bản đồ và xác định để thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế địa phương.

*Bản đồ xác định các cơ sở tái chế và in 3D trong khu vực*

Từ nghiên cứu sâu rộng về vật liệu in 3D, sinh viên Trường Kiến trúc Bartlett đã xác định hai loại thermoplastic tái chế tiềm năng là PLA cứng (axit polylactic) và TPU (polyurethane nhiệt dẻo) – tối ưu cho việc tạo ra một tấm gấp đa vật liệu. Panel được in 3D phẳng và chuyển thành vật thể ba chiều thông qua một hệ thống mẫu tích hợp. Các phần gấp của panel, tạo thành cấu trúc, được cố định bằng một hệ thống cáp và cơ chế khóa kẹp, giúp dễ dàng lắp ráp, tháo rời và bảo trì. Theo nhóm, “việc uốn được nâng cao như một công cụ hình học thông qua một quy trình tùy chỉnh, bao gồm phân tích cấu trúc trước khi uốn. Các khu vực cần nhiều cấu trúc hơn là nơi có nhiều điểm uốn nhất, trong khi các khu vực vốn có cấu trúc thì ít hơn.”

*Mô hình mô phỏng vật liệu PLA và TPU theo các tỉ lệ hòa trộn*

Tương tự, việc tích hợp nhựa thermochromic được đề xuất thông qua một vi mẫu được nhúng trong mỗi panel. Loại nhựa này nổi bật với độ nhuộm màu, cho phép vật liệu thay đổi màu sắc khi nhiệt độ thay đổi. Ứng dụng của nó đạt được khả năng kiểm soát thụ động đối với ánh sáng của các không gian nội thất, cải thiện sự thoải mái về môi trường và cũng tạo ra cảm giác định hướng trong không gian.

Xem thêm

Công nghệ

Uncategorized

Xu hướng

Set khóa cửa gỗ cho gia chủ cá tính và yêu thích sự tối giản

*Phối cảnh hành lang, sảnh vào mô phỏng bên trong nhà ga Euston, London*

Ngoài nhiều lợi ích về môi trường, công nghệ và kinh tế, hệ thống Metaplas được trình bày như một tham khảo thú vị cho cách mà một hệ thống cấu trúc có thể hoạt động hiệu quả từ quy mô vi mô đến vĩ mô, chứng minh rằng sức mạnh và độ linh hoạt của cấu trúc không phụ thuộc vào kích thước.

Biên dịch: Anh Tuấn | Theo archdaily

Bình luận

Bài viết liên quan

InterContinental Khao Yai: Khu nghỉ dưỡng lấy cảm hứng từ những chuyến tàu hỏa Thái Lan

Nằm giữa khung cảnh thiên nhiên nguyên sơ bên rìa Vườn quốc gia Khao Yai, InterContinental Khao Yai Resort là khu nghỉ dưỡng nhiệt đới nơi kiến trúc kể lại câu chuyện hoài niệm về thời kỳ vàng son của những chuyến tàu hỏa. Được thiết kế bởi kiến trúc sư Bill Bensley, công trình gây ấn tượng với những toa tàu di sản được cải tạo thành không gian lưu trú sang trọng, kết hợp tinh thần nghỉ dưỡng cao cấp cùng triết lý thiết kế bền vững.

Mae Engelgeer và hành trình tái diễn giải di sản dệt may Nhật Bản tại Kyoto

Tại Kyoto, nghệ sĩ và nhà thiết kế dệt may Mae Engelgeer tiếp cận kho lưu trữ hàng trăm năm tuổi của chùa Ryosokuin, chuyển hóa những mảnh vải, dấu vết thời gian và ký ức văn hóa thành các tác phẩm nghệ thuật đương đại trong triển lãm Utsuroi Hymn.

Casa TO: Không gian nghỉ dưỡng bằng bê tông giữa thiên nhiên Mexico

Tọa lạc gần Puerto Escondido, Mexico, Casa TO là khách sạn boutique 9 phòng được kiến trúc sư Ludwig Godefroy thiết kế theo tinh thần kết hợp giữa kiến trúc Brutalism và Tropical Modernism. Lấy cảm hứng từ những bể chứa nước cổ đại, công trình sử dụng bê tông trần, hình khối dạng hang động và cây xanh để tạo nên một không gian nghỉ dưỡng tối giản, giàu tính điêu khắc và gắn kết với thiên nhiên.

Ván ép gỗ bạch dương Baltic: Vì sao vẫn là lựa chọn hàng đầu của kiến trúc sư?

Ván ép gỗ bạch dương Baltic từ lâu đã trở thành vật liệu quen thuộc trong thiết kế nội thất, kiến trúc và chế tác đồ gỗ. Nhờ kết hợp độ bền, tính ổn định, khả năng gia công chính xác cùng vẻ đẹp tự nhiên, loại ván ép Baltic Birch này vẫn giữ vững vị thế trong nhiều công trình, bất chấp sự xuất hiện của các vật liệu mới.