Розробка текстильних структур з використанням технологій 3D-прототипування

Анотація

Об’єктом дослідження є псевдотекстильні сітчасті структури з тривимірними шарнірними з’єднаннями, виготовлені методами 3D-прототипування. Одним з головних завдань у сфері 3D-друку текстильних матеріалів є забезпечення їхньої гнучкості, еластичності та адаптивності до форми людського тіла. Матеріали, виготовлені традиційними методами 3D-друку, мають високу жорсткість, що обмежує їх застосування в легкій промисловості. У ході дослідження розроблено концепцію створення псевдотекстильних матеріалів на основі гнучких сітчастих структур з використанням сферичних тривимірних шарнірів. Запропонована структура дозволяє досягти необхідної гнучкості та деформаційної здатності, характерної для традиційних текстильних матеріалів. Моделювання та експериментальні зразки показали, що конструкції з тришаровими шарнірними з’єднаннями забезпечують просторову варіативність форми, а використання ексцентриситету в шарнірах дозволяє регулювати жорсткість конструкцій. Отримані результати можна пояснити використанням трирівневих сферичних шарнірних з’єднань, які забезпечують просторову рухливість окремих елементів конструкції, а також чисельним моделюванням для оптимізації розмірів елементів конструкції. Реалізовані моделі підтверджують, що механічними властивостями синтезованих структур можна керувати шляхом зміни їх геометрії. Розроблені структури можуть бути використані у виробництві одягу, де потрібна висока гнучкість матеріалу, а також у створенні адаптивних текстильних виробів медичного призначення, зокрема для компресійної терапії чи автоматизованого масажу. Крім того, такі матеріали можна використовувати в декоративному оформленні модних виробів завдяки можливості створення унікальних геометричних поверхонь.