A Quitina Na Arquitetura

Compósitos biomiméticos de escala arquitetônica baseados em hidrogéis de quitosana e alginato

Abstrato

A pesquisa e caracterização do desenvolvimento foi conduzida em novos biomateriais para um projeto maior de fabricação digital de produtos e escala arquitetônica usando bioplásticos naturais e projeto computacional hierárquico realizado pela equipe da Mediated Matter, liderada por Laia Mogas-Soldevila e Jorge Duro-Royo. A quitosana e o alginato (entre outros polímeros naturais) são processados ​​a partir de resíduos de moluscos e algas, respectivamente, e soluções altamente viscosas são extrudidas como um material de impressão camada por camada que seca em um sólido material único com funcionalidade espacialmente variável. Materiais sólidos adicionais são adicionados incluindo microfibras de celulose e plaquetas de caulinita como agregados volumétricos, reforçando ou enrijecendo agregados, e como modos para propriedades direcionais. Todos os materiais utilizados para agregados, assim como as matrizes de hidrogel, eram de origem natural e recicláveis. Estes materiais compósitos foram analisados ​​através de microscopia e ensaios mecânicos para começar a determinar sua agência nos propósitos acima mencionados. Os materiais mais promissores foram selecionados e discutidos em profundidade na tentativa de entender os fatores por trás da facilidade de produção, escalabilidade e potencial de otimização, e conforme a pesquisa continua, eles serão testados na plataforma de fabricação digital na escala de instalação.

Descrição

Tese: SB, Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, junho de 2015.

 

Catalogado da versão em PDF da tese. "Maio de 2015."

 

Inclui referências bibliográficas (páginas 44-46).

 

Data de emissão

2015

URI

http://hdl.handle.net/1721.1/98654

Departamento

Instituto de Tecnologia de Massachusetts. Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais.

Editor

Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Palavras-chave

Ciência e Engenharia de Materiais.

Projeto e fabricação digital à base de água: material, produto e explorações arquitetônicas na impressão de quitosana e seus compósitos

Abstrato

As ferramentas convencionais de design digital exibem pouca integração entre a formação de formas e a materialização, resultando na dissociação entre forma e matéria. Contrariamente, no mundo natural, a forma e a matéria são estruturadas através do crescimento e adaptação, resultando em construções altamente sintonizáveis ​​e hierarquicamente estruturadas, que exibem excelentes propriedades mecânicas. Trabalhando em direção à integração, rigorosos estudos de materiais naturais de baixo para cima resultaram em uma nova plataforma digital de design e fabricação em escala múltipla que é precisamente adaptada, viável e rica para desenvolver explorações sustentáveis ​​em escalas de aplicação integrando controle de forma e matéria. Especificamente, a pesquisa introduz design e motivações ambientais que impulsionam a fabricação digital sustentável de novas estruturas de biomateriais à base de água na escala arquitetônica e de produtos. A água é aproveitada para ajustar as propriedades dos biomateriais, para orientar a formação de formas por evaporação natural e para reciclar e reutilizar totalmente as estruturas dos materiais. Os resultados iniciais demonstram construções estruturais auto-sustentadas que exibem a multifuncionalidade informada por propriedades de materiais graduadas e deposições de distribuição hierárquica. Discuto a literatura contemporânea em manufatura à base de água e os métodos detalhados da nova plataforma de fabricação de aditivos que combina um sistema de posicionamento robótico e um sistema personalizado de deposição de vários cilindros. Contribuições importantes do desenvolvimento da plataforma como um parceiro de design servem para avançar na manufatura digital sustentável e impulsioná-la para técnicas inspiradas em materiais e de inspiração biológica. Estudos integrados de projeto baseados em materiais, desenvolvimento de novas tecnologias e motivação sustentável produzem uma invenção que produz produtos biodegradáveis ​​funcionais, reduz a necessidade de fontes de energia externas para fabricação, opera em temperatura ambiente, usa produtos químicos suaves e pode incorporar culturas de microorganismos produtivos à biocompatibilidade dos materiais utilizados, apontando para novas possibilidades de fabricação digital de materiais vivos. Finalmente, o trabalho defende que o designer desempenhe o papel de um pensador coeso, bem como um rigoroso explorador científico e estético, capaz de semear novos processos que emergem de estudos materiais em direção ao design digital e à fabricação avançada. Palavras-chave: novos companheiros de design; design orientado a material; manufatura aditiva; fabricação digital à base de água; catálogo de bio-materiais; Engenharia Ambiental; projeto arquitetônico; design de produto; desenho biológico.

Descrição

Tese: SM, Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Escola de Arquitetura e Planejamento, Programa de Artes e Ciências da Mídia, 2015.

 

Catalogado da versão em PDF da tese.

 

Inclui referências bibliográficas (páginas 63-66).

 

Data de emissão

2015

URI

http://hdl.handle.net/1721.1/101828

Departamento

Instituto de Tecnologia de Massachusetts. Departamento de Arquitetura. Programa em Artes e Ciências da Mídia.

Editor

Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Palavras-chave

Arquitetura. Programa em Artes e Ciências da Mídia.

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