1. Giới thiệu:
Dự án Moving Structure của Pavel Hladik nghiên cứu một cấu trúc có thể chuyển động và thay đổi được dựa trên thuộc tính của vật liệu thành phần, các mối nối và cấu trúc vật liệu, cùng với những kỹ thuật điều khiển tiên tiến. Nó kiểm nghiệm các khả năng của những hệ vật liệu cho phép tạo ra những hình dạng mới trong môi trường tương tác để tìm ra một giải pháp lịch lãm và hiệu quả hơn để hiện thực hóa một môi trường mềm dẻo được điều khiển.
Hai vật liệu chính được sử dụng trong dự án này là Teflon và SMA-NiTiCu, một lọai vật liệu nhớ hình dạng được chế tạo từ Nikel, Titan và Đồng.
2. Tính chất và cấu tạo vật liệu thành phần:
- Teflon có khả năng chịu được sức căng lớn Khi được cán thành từng lá mỏng, nó đảm nhiệm chức năng giằng giữ lại cấu kiện cùng với các mối khớp khóa
- SMA-NiTiCu là lọai vật liệu có khả năng nhớ hình dạng ... Nó có tính chất nổi bật là vừa có thể mềm mại dễ biến dạng dưới tác động của lực, vừa có thể giữ kết quả biến dạng đó, tất cả đều phụ thuộc vào nhiệt độ. Vật liệu này cho phép thay đổi hình dạng đến 5% khi vượt nhiệt độ ngưỡng là 30 độ C, và giữ nguyên hình dạng đó khi nhiệt độ xuống thấp hơn ngưỡng. Chính vì vậy các cấu kiện dùng SMA cần được cách nhiệt tốt để tránh sự biến dạng ngòai kiểm sóat, cũng như khi nhiệt độ vượt ngưỡng chúng có thể được đóng gói để vận chuyển.
Vật liệu này mang trong nó hai cấu trúc: Hình dạng Nóng và hình dạng Lạnh. Cấu trúc của hình dạng Lạnh rất mềm mại và có thể biến dạng dưới tác động của lực trong khi hình dạng Nóng xác định vị trí cuối cùng của cấu trúc. Kết quả được mã hóa vào SMA trong quá trình sản xuất.
SMA được chế tạo thành những sợi xoắn họat động như những dây chịu lực.
3. Hệ thống điều khiển
Cấu trúc này được gắn chặt với mặt đất hay với một cấu trúc khác và là một thành phần của một mạch điện. Nhiều dòng điện kết nối các thành phần của vật liệu SMA xoắn ốc tạo ra các phản ứng được kiểm sóat bởi máy tính.
4. Thử nghiệm và tiềm năng - cấu trúc họat động thế nào?
Cấu trúc thay đổi hình dạng một cách liên tục giữa hai vị trí quan trọng. Vật liệu SMA thay đổi hình dạng tùy theo sự truyền nhiệt từ luồng điện đi qua. Sự biến dạng của từng sợi SMA thẳng chỉ vào khỏang 5% nhưng các sợi SMA hình xoắn ốc có biên độ biến dạng gấp nhiều lần.
Hệ vật liệu bao gồm những cấu kiện ành hưởng lẫn nhau. Vật liệu nhớ hình dạng dùng trong dự án này là một vật liệu bao gồm ba kim lọai: Nikel, Titan và Đồng (NiTiCu). Chính vì những tính chất của Inox, sự biến dạng có thể lên đến 5%. Vật liệu này mang trong nó hai cấu trúc: Hình dạng Nóng và hình dạng Lạnh. Cấu trúc của hình dạng lạnh rất mềm mại và có thể biến dạng dưới tác động của lực trong khi hình dạng nóng xác định vị trí cuối cùng của cấu trúc. Kết quả được mã hóa vào SMA trong quá trình sản xuất.
Các cấu kiện được lắp ghép để tạo ra một dòng điện cùng với những sợi dẫn nhẹ. Những sợi xoắn NiTiCu họat động như những dây chịu lực. Do đó chúng được làm nóng. Sự ổn định được tạo ra nhờ những khớp khóa và lá Teflon chống lại sự mất ổn định của tòan bộ cấu trúc. Thêm vào đó, có một biến dị với những sợi dây khỏe mạnh giữ các phần trên với nhau. Những mô hình vật lý tượng trưng đã thử hình mẫu này và thử những khả năng phối hợp giữa vị trí và kích thước của các cấu kiện. Hệ thống được đề nghị này đã mở ra một cuộc thảo luận về sự phân chia (???) của của các môi trường và không gian với nhau. Cấu trúc này có thể được dùng như một đối tượng phân cách nội thất hoặc một nơi trú ẩn nhạy cảm với môi trường.
Bản thiết kế cấu trúc chuyển động này đã tận dụng những khả năng của lá Teflon và thứ kim lọai nhớ hình dạng (SMA) NiTiCu. Cấu trúc này được gắn chặt với mặt đất hay với một cấu trúc khác và là một thành phần của một mạch điện. Phản ứng được kiểm sóat bởi máy tính đó chính là kết quả của nhiều dòng điện kết nối các thành phần của vật liệu SMA xoắn ốc. Các thành phần được phủ bởi nhiều lớn Teflon hàn cẩn thận thành những hình dạng đã xác định bởi hình dáng của tòan bộ cấu trúc.
Cấu trúc thay đổi hình dạng một cách liên tục giữa hai vị trí quan trọng. Vật liệu SMA thay đổi hình dạng tùy theo sự truyền nhiệt từ luồng điện đi qua. Sự biến dạng vào khỏang 5% nhưng sử dụng những sợi xoắn ốc làm tăng hiệu quả lên nhiều lần. Nhiệt độ biến dạng là 30 độ C và đó là lý do vì sao những sợi xoắn ốc được phủ một lớp chống nóng. Hai tình trạng của cấu trúc được mang đến từ tính chất của vật liệu NiTiCu - hình dạng Nóng và hình dạng Lạnh. Cấu trúc có thể được đóng gói để vận chuyển từ nơi này đến nơi khác trong hình dạng Lạnh. Các đường xoắn SMA được hàn vào những mối nối liên kết với một hệ thống những khóa tạo ra sự cứng chắc của cấu trúc. Cấu trúc là đa tầng và những sợi cấu thành quyết định những hình dạng quan trọng.
(Adamour
