Làm thế nào để tạo ra “cơ sở hạ tầng thu nhỏ” bằng công nghệ in 3D?

Công nghệ in 3D đã thâm nhập vào các trường đại học, phục vụ cho việc giảng dạy trên lớp, các dự án thi đấu và các thí nghiệm sáng tạo. Trong các trường kiến ​​trúc, ứng dụng của in 3D vượt xa mọi kỳ vọng.

Lưu ý: Các hình ảnh và tài liệu văn bản liên quan đến ứng dụng sau đây được lấy từ Russell Zeng thuộc Khoa Kiến trúc, Nghệ thuật và Quy hoạch tại Đại học Cornell (罗素小儿@Xiaohongshu).

01 Khuôn đúc xi măng TPU-95A

Khuôn đúc truyền thống thường được làm bằng silicone, mang lại những ưu điểm như độ dẻo cao, phù hợp với các hình dạng phức tạp, hiệu quả tháo khuôn cao và khả năng tái sử dụng. Khi công nghệ in 3D ngày càng được tích hợp vào sản xuất và đời sống hàng ngày, sinh viên cũng đang tìm hiểu cách nâng cao hiệu quả học tập thông qua in 3D. Ứng dụng khuôn đúc xi măng TPU là một ví dụ tương đối thành công.

Tập trung vào trải nghiệm người dùng và tìm hiểu những câu chuyện đằng sau công nghệ in 3D, chúng tôi cũng đã có một cuộc trò chuyện ngắn với "chuyên gia mô hình kiến ​​trúc" này về ứng dụng này.

CÁO BUỘC: Khi sản xuất mô hình kiến ​​trúc, những phương pháp truyền thống nào thường được sử dụng?

Russell Zeng: Cắt tấm xốp, cắt laser, gia công CNC hoặc sao chép khuôn thủ công.

CÁO BUỘC: Dựa trên kinh nghiệm thực tế, những phương pháp này có những đặc điểm gì so với in 3D?

Russell Zeng: Việc chế tạo mô hình thường sử dụng các phương pháp khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu. Các phương pháp này có thể đạt được nhiều điều, nhưng khi hình dạng trở nên phức tạp hơn một chút—chẳng hạn như các bề mặt cong, các lỗ hở, hoặc các hình dạng liên tục thường được sinh viên kiến ​​trúc sử dụng—thì chi phí của các phương pháp truyền thống trở nên rất cao và tốn nhiều công sức. Ưu điểm lớn nhất của in 3D là hiệu quả và tính tự do. Về cơ bản, nó có thể hiện thực hóa tất cả các loại cấu trúc phức tạp, và việc sửa đổi nhiều lần không phải là vấn đề đáng lo ngại, điều này đặc biệt quan trọng trong việc chế tạo mô hình.

CÁO BUỘC: Công nghệ in 3D thực sự cho thấy những ưu điểm vượt trội trong việc thiết kế và sản xuất các cấu trúc cong và không đều phức tạp. Lần này, chúng tôi chủ yếu sử dụng in 3D cho khuôn đúc xi măng và thạch cao. Bạn có kinh nghiệm nào muốn chia sẻ không?

Russell Zeng: Vấn đề chính là lựa chọn vật liệu. Chúng tôi đặc biệt khuyên dùng vật liệu TPU-95A cho khuôn đúc xi măng. Việc tháo khuôn cực kỳ dễ dàng. TPU-95A có độ cứng vừa phải và độ dẻo rất phù hợp cho việc đúc và tháo khuôn. Các chi tiết bề mặt của mô hình in cũng rất ổn định và độ chính xác hoàn toàn đáp ứng yêu cầu. Quan trọng nhất, việc tháo khuôn rất trơn tru, không gặp vấn đề kẹt cạnh, và khuôn thậm chí có thể được tái sử dụng.

CÁO BUỘC: Vật liệu dẻo dòng TPU thực sự có phạm vi ứng dụng rất rộng. Bạn có gặp vấn đề gì trong quá trình sử dụng không?

Russell Zeng: Về cơ bản, đó là những vấn đề thường gặp khi in trên vật liệu mềm, chẳng hạn như khó khăn trong việc loại bỏ giá đỡ, hạn chế khi in kích thước lớn và độ ổn định giảm nhẹ khi in tốc độ cao.

CÁO BUỘC: Ngoài vật liệu TPU, còn có thể sử dụng những vật liệu nào khác để làm khuôn đúc?

Russell Zeng: Trong giai đoạn đầu, chúng tôi cũng đã tiến hành một số thử nghiệm cấu trúc bằng PLA và PETG. Khi sử dụng PLA để làm khuôn cho các hình dạng phức tạp, việc tháo khuôn cần thận trọng hơn, và có thể cần đến máy thổi khí nóng nếu cần thiết. Nhìn chung, đối với khuôn đúc, chúng tôi vẫn khuyên dùng vật liệu TPU, vì tính linh hoạt là rất quan trọng.

02 Kiểm định mô hình kiến ​​trúc

Công nghệ in 3D cũng thể hiện những ưu điểm đáng kể trong việc sản xuất các cấu trúc cong và không đều phức tạp. Nhiều loại vật liệu in 3D có thể đáp ứng các nhu cầu ứng dụng khác nhau. Ví dụ, vật liệu trong suốt rất phù hợp cho các bộ phận kiến ​​trúc trong suốt, trong khi các vật liệu mô phỏng sinh học như gỗ và đá cẩm thạch có thể được sử dụng để mô phỏng các hiệu ứng kiến ​​trúc thực tế. Nhìn chung, thông qua in 3D, sinh viên có thể thể hiện quá trình thiết kế tốt hơn và nhanh chóng kiểm chứng ý tưởng.

Tăng cường sự hiểu biết thông qua giao tiếp. Nếu bạn có bất kỳ ý kiến ​​hoặc đề xuất nào về các sản phẩm vật liệu in 3D, vui lòng liên hệ với chúng tôi và cung cấp phản hồi.

CÁO BUỘC: Với tư cách là người dùng, dựa trên kinh nghiệm thực tế, bạn có ý kiến ​​hoặc đề xuất nào về vật liệu của eSUN không?

Russell Zeng: Năm nay chúng tôi đã sử dụng rất nhiều vật liệu của eSUN và nhận được phản hồi rất tích cực. Về cơ bản, toàn bộ khối lớp của chúng tôi hiện đang sử dụng vật liệu của eSUN, và chúng tôi cũng rất biết ơn sự hỗ trợ của eSUN. Về đề xuất, dựa trên thói quen sử dụng của bản thân, tôi hy vọng vật liệu dẻo có thể cung cấp nhiều mức độ cứng và tùy chọn màu sắc hơn, chẳng hạn như TPU trong suốt hoặc TPU mờ, điều này sẽ rất được ưa chuộng trong các mô hình kiến ​​trúc.

CÁO BUỘC: Thành thật mà nói, các tùy chọn màu sắc vật liệu linh hoạt hơn và một ma trận vật liệu linh hoạt toàn diện hơn hiện đang được liên tục phát triển và cải tiến. Chúng tôi rất mong chờ điều đó.

eSUN tiếp tục hỗ trợ ứng dụng công nghệ in 3D trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau và cung cấp tài trợ vật liệu miễn phí, kỹ thuật in ấn và chia sẻ kinh nghiệm cho mục đích giáo dục, giảng dạy, các cuộc thi và các dự án nghiên cứu khoa học. Bằng cách khuyến khích thực tiễn sáng tạo, eSUN góp phần phát triển nhân tài. Nếu bạn hiện đang thực hiện hoặc lên kế hoạch cho các dự án liên quan và sẵn sàng chia sẻ những câu chuyện hoặc kinh nghiệm ứng dụng công nghệ in 3D, vui lòng để lại lời nhắn và liên hệ với chúng tôi.