曼徹斯特城市大學(xué)藝術(shù)學(xué)院的設(shè)計(jì)師馬克比克羅夫特在他最近發(fā)表的論文“數(shù)字交織,選擇性激光燒結(jié)3D打印機(jī)使用尼龍粉末緯編管狀結(jié)構(gòu)織物”中探索了3D打印機(jī)在工業(yè)針織領(lǐng)域的潛力。

 3D打印機(jī)非常適合這種類型的紡織品制造，特別是在制造不同尺寸的管狀形式時(shí)使用選擇性激光燒結(jié)（SLS）。 3D打印機(jī)的使用也適用于服裝的生產(chǎn)，因?yàn)樵摷夹g(shù)已經(jīng)為時(shí)尚領(lǐng)域提供了很多東西，從連衣裙到泳衣再到鞋子等等。

在基于CAD的程序的幫助下，針織制造商可以輕松地創(chuàng)建具有適當(dāng)彈性的循環(huán)和延伸的交叉結(jié)構(gòu)。 “通過3D打印機(jī)基于針織的結(jié)構(gòu)，可以嵌入針織物的拉伸和柔韌性的固有特性，同時(shí)利用用于打印的材料的機(jī)械特性，”比克羅夫特說。

      雖然以前對3D打印機(jī)針織結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)進(jìn)行過，但它主要涉及的是非連續(xù)的連接幾何形狀。在這里，比克羅夫特研究了3D打印機(jī)打印連續(xù)纖維類型幾何形狀的使用，并測試了單面和雙面結(jié)構(gòu)。對每個(gè)結(jié)構(gòu)的評估包括檢查它們處理壓縮和擴(kuò)展的程度，以及總體靈活性。

      尼龍SLS歷來被認(rèn)為是一種極好的組合，它具有良好的機(jī)械性能，良好的標(biāo)簽質(zhì)量等。一些SLS 3D打印機(jī)（但不是實(shí)驗(yàn)中使用的打印機(jī)）也可以處理聚氨酯塑料（TPU），尤其是Iris van Herpen和Julia Koerner以3D時(shí)尚為例。比克羅夫特研究的針織結(jié)構(gòu)在EOS Formiga P110上進(jìn)行3D打印，尼龍PA12作為選定材料，除了散粉外不需要額外的支撐，并提供所需的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。

手動(dòng)壓縮管用于評估測試

      “一旦3D打印出來，每個(gè)管子都經(jīng)過測試，以確定它們的壓縮和伸長長度，這是通過用手將每根管子壓縮到最小長度而不會(huì)使環(huán)變形并記錄測量來實(shí)現(xiàn)的，”比克羅夫特說。 “然后用手將每根管子伸展到最大長度而沒有環(huán)的變形，然后記錄這個(gè)測量結(jié)果?！?/p>

      在此之后，通過在最小直徑為25cm且最大直徑為55cm的紙板錐形結(jié)構(gòu)上手動(dòng)拉伸每個(gè)管來測試每個(gè)管的拉伸能力。將錐體上的拉伸重復(fù)10次以測試每個(gè)管的拉伸和回復(fù)性質(zhì)。 最后，通過手動(dòng)彎曲和折疊手動(dòng)操作每個(gè)管，以測試整體靈活性和返回原始形式的能力。

結(jié)構(gòu)顯示壓縮后恢復(fù)良好，并具有適當(dāng)?shù)撵`活性（我們很想知道這個(gè)屬性能持續(xù)多久）。 比克羅夫特對這項(xiàng)研究感到鼓舞，并表示它展示了3D打印管狀針織結(jié)構(gòu)的潛力。

      “然而，這項(xiàng)研究的局限性在于缺乏適用于測試3D打印機(jī)紡織品結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)或定義的測試程序，”比克羅夫特總結(jié)道：“作者正計(jì)劃進(jìn)行進(jìn)一步的研究，以測試這些打印結(jié)構(gòu)在受控實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的耐久性，以測試?yán)鞆?qiáng)度，伸長率和斷裂點(diǎn)的載荷?！?/p>

      這項(xiàng)研究表明，SLS是一種合適的制造工藝，可以使用尼龍（PA12）粉末實(shí)現(xiàn)柔性管狀針織結(jié)構(gòu)。對其他柔性粉末材料（如TPU）的進(jìn)一步研究將有助于測試材料的機(jī)械性能，結(jié)合針織結(jié)構(gòu)的拉伸和柔韌性的固有特性。這樣就可以在尼龍（PA12）和TPU之間進(jìn)行比較研究。