Phương pháp in 3D bằng nhựa nhiệt dẻo giúp kiểm soát nhiệt độ và ánh sáng

10/04/2023 20:00

Một loại vật liệu mới với tên gọi “Metaplas” đã được sử dụng để mô phỏng lại Mái nhà ga Euston (London). Đây là một phần trong cuộc khảo sát được thực hiện bởi nhóm sinh viên Trường Kiến trúc Bartlett của Đại học College London (UCL).

Nhóm sinh viên này đã phát triển một hệ thống đa vật liệu in 3D từ nhựa nhiệt dẻo, có thể phân hủy sinh học và tái chế. Từ các tấm hình dạng phẳng, thông qua một hệ thống tích hợp, các mẫu được chuyển đổi thành vật thể ba chiều. Cấu trúc vật thể bao gồm các nếp gấp hình học có thể điều chỉnh thụ động ánh sáng bên trong không gian kiến trúc thông qua thay đổi nhiệt độ.

*Các sinh viên đã mô phỏng lại nhà ga London bằng nhựa tái chế có màu sắc rực rỡ*

Các phương pháp xây dựng kiến trúc hiện đại không có công cụ kỹ thuật số nào để thống nhất các phương diện như: thiết kế, vật liệu, yêu cầu kết cấu và chế tạo. Metaplas ra đời nhằm tạo ra một hệ thống kiến trúc toàn vẹn thông qua số hóa. Ngoài ra, hệ thống có thể được sản xuất theo cách thân thiện với môi trường, đồng thời cũng có thể mang lại lợi ích kinh tế. Ví dụ như trong trường hợp của Ga Euston, các cơ sở tái chế và in 3D nằm trong bán kính xác định đã được lập trên bản đồ có thể thúc đẩy sự phát triển của kinh tế địa phương.

*Dự án Metaplas có tiềm năng thúc đẩy kinh tế và nền sản xuất địa phương bởi khoảng cách vận chuyển và chi phí sẽ được rút ngắn đáng kể*

Từ quá trình nghiên cứu tỉ mỉ về vật liệu để in 3D, sinh viên Trường Kiến trúc Bartlett đã xác định được hai loại nhựa nhiệt dẻo tiềm năng để tái chế là PLA cứng (axit polylactic) và TPU dạng sợi dẻo (polyurethane nhiệt dẻo) – có thể sử dụng để tối ưu và tạo ra bảng gấp đa vật liệu. Tấm ban đầu có hình dạng phẳng được in 3D sẽ trở thành một vật thể ba chiều thông qua một hệ thống mẫu tích hợp. Các nếp gấp của vật thể tạo nên cấu trúc, được cố định bằng hệ thống cáp và cơ chế đóng kẹp, tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp ráp, tháo dỡ và bảo trì. Theo nhóm nghiên cứu, “sự uốn cong được tăng cường đóng vai trò 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 có mật độ uốn cong cao nhất, trong khi các khu vực vốn có sẵn cấu trúc sẽ có mật độ uốn cong thấp hơn”.

Tương tự như vậy, việc tích hợp nhựa nhiệt sắc được đề xuất thông qua một mô hình vi mô được nhúng trong mỗi tấm vật liệu. Loại nhựa này nổi bật bởi khả năng thay đổi màu sắc khi nhiệt độ môi trường có sự dao động. Điều này giúp nó có được khả năng kiểm soát thụ động đối với ánh sáng, giúp cải thiện và tạo ra cảm giác định hướng trong không gian kiến trúc.

*Chất dẻo thay đổi màu sắc theo nhiệt độ đồng thời tạo nên cảm giác định hướng trong toàn bộ nhà ga Euston*

Bên cạnh những lợi ích về môi trường, công nghệ và kinh tế, Metaplas được công nhận là một tài liệu tham khảo có giá trị về cách một hệ thống kết cấu có thể hoạt động hiệu quả từ quy mô nhỏ đến lớn, đồng thời chứng minh rằng sức mạnh và tính linh hoạt của kết cấu không phụ thuộc vào kích thước của vật thể.

Biên dịch: Thu Trang | Nguồn: Archdaily

Xem thêm

Xu hướng

Ý tưởng

Bộ sưu tập nội thất mang đậm dấu ấn phong cảnh nước Mỹ

XEM THÊM:

Bài viết liên quan

Tree Chair - Từ bó trúc làm chổi đến thiết kế nội thất

Lấy cảm hứng từ hình ảnh bó trúc làm chổi, Tree Chair của nhà thiết kế Trương Hoài Sơn bắt đầu từ một nghiên cứu về vật liệu địa phương. Từ hình ảnh mộc mạc ấy, thiết kế phát triển thành một chiếc ghế có hình khối đặc trưng, kết hợp giữa cấu trúc gỗ sồi và phần nệm bọc, dung hòa ý tưởng tạo hình với nhu cầu sử dụng.

Hà Nội: Trưng bày “Trong một thế giới chung” - Những điểm nhìn về lịch sử, văn hóa và niềm tin

Từ ngày 24/10 đến 27/12/2026, trưng bày “Trong một thế giới chung” diễn ra tại Indochine House, Hà Nội, giới thiệu tác phẩm của năm nghệ sĩ Trần Hoàng Sơn, Lê Quý Tông, Nguyễn Hồng Đức, Nguyễn Thế Hùng và Đoàn Văn Tới. Thông qua những thực hành nghệ thuật khác nhau, trưng bày tập trung vào các chủ đề lịch sử, văn hóa và tôn giáo, đồng thời gợi mở những cách nhìn về mối quan hệ giữa cá nhân và thế giới xung quanh.

Green Chair của Nhabe Scholae với góc nhìn khác về chiếc ghế gỗ

Green Chair là thiết kế ghế gỗ của Nhabe Scholae, gây chú ý bởi hình khối rõ ràng và sắc xanh nổi bật làm điểm nhấn. Không dựa vào những chi tiết trang trí phức tạp, chiếc ghế tạo dấu ấn từ cách tổ chức các bộ phận cơ bản, nơi hình dáng, tỷ lệ và màu sắc cùng định hình diện mạo của một vật dụng quen thuộc.

SOBO: Thiết kế nhà hàng kết hợp không gian nghe nhạc tại Paris

Tọa lạc tại Paris, SOBO là nhà hàng thuần thực vật rộng 80m2 kết hợp trải nghiệm dùng bữa và nghe nhạc qua đĩa than. Do Studio Louis Morgan cùng kiến trúc sư nội thất Louis Aspart thực hiện, công trình sử dụng hệ ốp gỗ sồi tông nâu gụ, nội thất thiết kế riêng, đồ vintage và các giải pháp xử lý âm học để tạo nên không gian ẩm thực có bản sắc riêng.