Máy tính tính toán độ cung cấp nhiệt bên trong quần áo

Cho dù đang tập thể thao, tại nơi làm việc hay ở trong phòng khách- tùy thuộc vào loại hoạt động và môi trường, quần áo của chúng ta phải đáp ứng những nhu cầu khác nhau. Các nhà khoa học của Empa đã phát triển quá trình mô phỏng để dự đoán một bộ quần áo sẽ giữ ấm cho cơ thể chúng ta như thế nào. Yếu tố quan trọng là lớp không khí giữa cơ thể chúng ta và lớp quần áo bên ngoài.

Vào mùa đông, có thể có nắng và ấm áp. Nhưng ngay khi chúng ta tiếp xúc với môi trường, chúng ta có thể bị đóng băng. Nếu quần áo của chúng ta không phù hợp tùy theo điều kiện, chúng ta cảm thấy không thoải mái. Mặt khác, các nhà sản xuất hàng may mặc muốn thay đổi sản phẩm của họ theo nhu cầu của khách hàng. Để biết liệu áo phông, áo khoác hoặc giày có mang lại như họ hứa hẹn không, các thử nghiệm với nguyên mẫu đã được thực hiện trong thời gian dài nhất.

Các nhà khoa học của Empa hiện đã phát triển một chương trình máy tính tính toán mô phỏng độ ấm áp của người mặc đồ. Sự cung cấp nhiệt của một áo khoác không được quyết định chủ yếu chỉ bởi chất liệu của nó. “Quan trọng hơn nhiều là các lớp không khí giữa cơ thể và vải” nhà nghiên cứu của Empa là Agnes Psikuta giải thích. “Lớp đệm không khí có khả năng giữ nhiệt 70% độ giữ nhiệt của quần áo”. Bởi không khí là một chất cách nhiệt tuyệt vời. Do đó, quần áo cách nhiệt tốt nhất khi có nhiều không khí giữa cơ thể và lớp ngoài của quần áo. Nếu không khí bị thoát ra, lớp cách nhiệt bị ảnh hưởng và chúng ta sẽ bắt đầu bị đóng bang.

Sao chép từ ngành công nghiệp thời trang

Cho đến nay, hầu hết các mẫu nghiên cứu đều dự đoán sự mất nhiệt chỉ dựa trên các loại vải được sử dụng để sản xuất một bộ quần áo. Tuy nhiên, khi di chuyển sự tiếp xúc của vải khác nhau, điều này cũng thay đổi các lớp không khí cách nhiệt; nhưng chỉ một lớp có thể vĩnh viễn cách nhiệt tốt. Do đó, các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm các giải pháp để tính toán sự thay đổi độ dày của lớp không khí trong quá trình di chuyển. “Chúng tôi đã sử dụng các chương trình máy tính được phát triển cho ngành công nghiệp thời trang làm cơ sở. Các chương trình này mô phỏng tình huống trên sàn catwalk. Các nhà thiết kế tạo ra một mô hình ảo và xem quần áo được thiết kế mới của họ trông như thế nào trên một người đang chuyển động”. Các chương trình máy tính này có thể dự đoán chính xác quần áo hoạt động trên cơ thể chúng ta như thế nào.

Phần mềm được phát triển bởi Psicuta và nhóm của cô ấy kết hợp các mô hình tính toán khác nhau tướng tác với nhau. Ngoài các lớp không khí, chương trình còn dự đoán sự thoải mái cũng như ảnh hưởng của mồ hôi hoặc các chuyển động nhất định trên quần áo. Cuối cùng mẫu cắt được biến đổi thành quần áo được mặc bởi một người mẫu ảo.

Nhưng chương trình cũng có thể giúp tạo ra trang phục tối ưu mặc vào mùa thu. “Ngay cả trước khi loại vải hoặc thiết kế đã được xác định, phần mềm của chúng tôi sẽ tính toán cách cắt quần áo”, bà Psikuta giải thích. Điều này không chỉ dành cho kích thước tiêu chuẩn. “Chương trình của chúng tôi có thể định hình các mẫu theo các loại cơ thể và kích cỡ khác nhau. Ví dụ, nếu một sản phẩm được thiết kế cho một người đặc biệt cơ bắp, cong, hoặc mảnh khảnh, chúng ta có thể điều chỉnh chương trình cho phù hợp và quan sát xem nó sẽ trông như thế nào”.

Giảm thời gian phát triển 90%

Cuối cùng, phần mềm này giúp thay thế vố số nguyên mẫu để phát triển quần áo mới và các thiết bị chức năng. Điều này cũng giúp giảm bớt 90% thời gian thử nghiệm dành cho phát triển mẫu quần áo mới. Bà Psikuta cho biết, chúng ta thực sự có thể tiết kiệm được bao nhiêu thời gian phụ thuộc rất lớn vào mức độ phức tạp của nó. Ví dụ, quần áo bảo hộ cho lính cứu hỏa- là một thiết bị cứu sinh- có cấu trúc rất phức tạp, trong khi đó, áo phông thể thao cấu trúc lại đơn giản hơn. Tuy nhiên, điều hành chương trình trên máy tính không phải là điều tối quan trọng. Để kiểm tra các kết quả nghiên cứu trong thực tế, Empa hợp tác với các đối tác công nghiệp, ví dụ sản xuất thiết bị chức năng cho các môn thể thao mùa đông. “Họ đã ra những ý tưởng mới, và chúng tôi hỗ trợ họ với công nghệ của chúng tôi, giúp họ phát triển quần áo trong thời gian ngắn nhất có thể”, bà Psikuta nói.

https://www.innovationintextiles.com/research-development-education/computer-model-calculates-heat-distribution-beneath-clothing/

Người dịch: Lê Nguyên Hương - Vinatex.com