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

Caneplexus: Giải pháp vật liệu đan thủ công cho kiến trúc thích ứng khí hậu

Thô mộc nhưng tinh tế, truyền thống nhưng mang đậm hơi thở đương đại, các giải pháp từ mây, tre, cói của Caneplexus đem đến nên một định nghĩa mới về sự sang trọng: Sang trọng từ sự thuần khiết và gắn kết trọn vẹn với tự nhiên. Bằng cách chắt lọc tinh hoa thủ công kết hợp cùng quy trình xử lý nghiêm ngặt, vật liệu tự nhiên đã được chuyển hóa thành ngôn ngữ của không gian, ánh sáng và xúc giác. Từ những resort ẩn mình bên bờ vịnh đến các ngôi nhà tối giản trên sườn núi Thrypti, đây là minh chứng cho sức mạnh của thiết kế đánh thức giác quan và kiến tạo năng lượng chữa lành.

Ngôi nhà ngoại ô của André Fu tại Hong Kong: Chốn nghỉ dưỡng giữa thiên nhiên

Tại vùng ngoại ô Hong Kong, ngôi nhà nghỉ dưỡng của nhà thiết kế André Fu được hình thành và hoàn thiện dần theo nhịp sống của chủ nhân. Bao quanh bởi khu vườn rộng gần 2.800 m², công trình là sự kết hợp giữa thiên nhiên, không gian tĩnh tại và tinh thần “sang trọng thư thái” (relaxed luxury) – ngôn ngữ thiết kế đặc trưng mà André Fu theo đuổi.

Ngôi nhà tại Ghent: Không gian sống nơi nghệ thuật và đồ cổ cùng hiện diện

Khám phá ngôi nhà của hai nghệ sĩ tại Ghent, nơi nghệ thuật, đồ cổ và thiết kế nội thất hòa quyện để tạo nên một không gian sống giàu cảm hứng sáng tạo.

Phong cách nội thất Minimalism: Khi tối giản thách thức tư duy thiết kế truyền thống

Phong cách nội thất Minimalism không chỉ là một xu hướng thiết kế. Đây còn là lối sống được nhiều người lựa chọn. Triết lý này đề cao sự tinh gọn, tối ưu công năng và loại bỏ những chi tiết không cần thiết. Nhờ đó, không gian luôn thông thoáng, cân bằng và dễ chịu. Vậy Minimalism bắt nguồn từ đâu? Phong cách này có những đặc trưng gì? Vì sao nó vẫn giữ sức hút trong kiến trúc hiện đại? Hãy cùng ID khám phá trong bài viết dưới đây.