Hệ gạch cuội Penrose dạng mô-đun cho khuôn silicone và ứng dụng khác

Tổng quan

Đây là bản nâng cấp tham vọng hơn từ mẫu Penrose Voronoi suncatcher của mình. Thay vì chỉ có một thiết kế, bộ này gồm nhiều mảnh ghép khớp nhau như trò ghép hình (jigsaw puzzle), kèm cả tường bao xung quanh để có thể đổ silicone vào. Vì vậy nó sẽ bị rò, mình sẽ nói kỹ hơn ở phần dưới. Trước hết là giải thích chung. Một kiểu lát Penrose rhomb tiling là một trong vô số dạng lát phẳng không tuần hoàn (aperiodic) bằng các hình thoi “mập” và “ốm”. Lấy các đỉnh của chúng làm tập điểm trên mặt phẳng, bạn có thể dựng một Voronoi diagram như hình bên dưới, cho ra bố cục nhìn giống nền sân đá.

Theo ý mình, các ô Voronoi nhìn “tự nhiên” hơn, không bị cảm giác quá “toán/ hình học” như Penrose tiling.

Các viên (tiles)

Ngoài việc có thể lắp từng ô riêng lẻ (xem Printable này), bạn cũng có thể gom các ô thành cụm để tạo thành những tile lớn hơn cho dễ lắp. Cách này có thể mở rộng vô hạn vì Penrose tiling được định nghĩa bằng quy tắc phóng đại/thu nhỏ (inflation/deflation). Mình chọn dạng “kite and dart” làm tile nền. (Penrose tilings có thể chuyển qua lại giữa rhombs và kite/darts bằng một phép biến đổi cục bộ.) Hình này sẽ giúp bạn hình dung cách ghép các tile.

Khi đặt tile như vậy, các góc kề nhau sẽ tạo ra khoảng hở có dạng ngũ giác đều. Không có cách nào gán một ngũ giác vào đúng một tile mà vẫn giữ được các góc đối xứng 5 hướng (five-fold symmetry). Vì vậy phần này được tách ra thành các mảnh rời, mỗi mảnh là một ô.

Mục tiêu của toàn bộ thiết kế là tạo một khung để đổ silicone làm khuôn, nên sẽ có các mảnh lắp quanh toàn bộ thiết kế làm tường bao (walls) và khớp với hoặc là cạnh dài của kite/dart, hoặc là hai cạnh ngắn liên tiếp trên cùng một tile. Ngoài ra còn có các mảnh phẳng để mở rộng bất kỳ cụm lắp nào ra ngoài, tới vị trí bạn có thể dựng tường.

Cách dùng với silicone

Bắt đầu với các vật dụng sau (hoặc tương tự), thường dễ mua online hoặc ở tiệm đồ thủ công: silicone rubber 2 thành phần, epoxy resin 2 thành phần, và tùy chọn thuốc nhuộm resin (resin dye) nhiều màu.

In một khung liền để đổ silicone thì không khó, nhưng khung ghép từ nhiều mảnh sẽ có thử thách riêng. Nó gần như chắc chắn sẽ bị rò, dù lượng rò sẽ “tự giới hạn” nếu đủ silicone. Trong khuôn cũng có thể xuất hiện các dải mỏng (ribbons) ở chỗ silicone chui vào khe hở ngoài ý muốn.

Mình xử lý vấn đề “ribbons” bằng cách thêm một gờ (lip) quanh mép trên của tile để giới hạn silicone. Dù có rò qua, dải silicone thường sẽ nằm lại trong vết nứt, phần dư còn lại có thể bóc ra cẩn thận theo đường răng cưa/đục lỗ (perforation).

Có hai cách mình nghĩ ra để xử lý cả hai vấn đề. Hoặc:

1. Trám/niêm khuôn trước bằng vật liệu có thể rửa được như keo sữa Elmer’s (school glue).

2. Dùng chính silicone để làm lớp trám.

Bạn có thể thử nghiệm, nhưng cách thứ hai cho hiệu quả tốt và mình dùng cho ví dụ này.

Nếu bạn đổ hết silicone một lần, sẽ bị tràn nhiều và lãng phí một phần silicone, nhưng khuôn vẫn dùng được. Bạn cũng có thể bị các dải silicone lọt giữa các tile và phải tỉa lại.

Hoặc, nếu bạn đổ một lượng silicone nhỏ trước, bạn có thể “phủ” lên toàn bộ khung. Có thể quét bằng cọ hoặc chỉ cần nghiêng khung cho silicone chảy nhờ trọng lực. Nhớ để silicone lắng vào các khe giữa tile và cũng lấp các khe giữa các tường. Mục tiêu không phải kín tuyệt đối, chỉ cần tạo “đập” vừa đủ để hạn chế tràn.

Để lớp phủ này đóng rắn vài tiếng. Khi bề mặt vừa dính dính (tacky) là được. Lúc đó đổ phần silicone còn lại. Như hình minh họa, có thể vẫn tràn chút ít, nhưng phần lớn silicone sẽ nằm trong khuôn.

Ứng dụng

Xong rồi, bạn có thể dùng khuôn để đúc một miếng hứng nắng nhiều màu (suncatcher) như bên dưới. Lưu ý đây là lần làm trước đó và dùng bộ tường khác. Mình đã cung cấp các khung để đúc các mảnh tesserae màu. Sau khi lắp xong, đổ resin trong (clear resin) để liên kết chúng lại.

Ngoài ra, bạn có thể đúc một bản trong suốt. Mình làm mịn cái này bằng cách phủ thêm một lớp silicone thứ hai trong khuôn rồi để đóng rắn lại.

Đây là khi treo lên cửa sổ.

Ví dụ cuối cùng mình làm sau khi thêm texture, màu sắc, và hỗn hợp resin/vỏ trứng (resin/eggshell mixture) để giả hiệu ứng vữa (mortar).