藝術院設計師測試3D打印機制造管狀織物結構

　　曼徹斯特城市大學藝術學院的設計師馬克比克羅夫特在他最近發表的論文“數字交織,選擇性激光燒結3D打印機使用尼龍粉末緯編管狀結構織物”中探索了3D打印機在工業針織領域的潛力。

　　3D打印機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使用選擇性激光燒結(SLS)。 3D打印機的使用也適用于服裝的生產，因為該技術已經為時尚領域提供了很多東西，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建具有適當彈性的循環和延伸的交叉結構。 “通過3D打印機基于針織的結構，可以嵌入針織物的拉伸和柔韌性的固有特性，同時利用用于打印的材料的機械特性，”比克羅夫特說。

　　雖然以前對3D打印機針織結構的研究已經進行過，但它主要涉及的是非連續的連接幾何形狀。在這里，比克羅夫特研究了3D打印機打印連續纖維類型幾何形狀的使用，并測試了單面和雙面結構。對每個結構的評估包括檢查它們處理壓縮和擴展的程度，以及總體靈活性。

　　尼龍SLS歷來被認為是一種極好的組合，它具有良好的機械性能，良好的標簽質量等。一些SLS 3D打印機(但不是實驗中使用的打印機)也可以處理聚氨酯塑料(TPU)，尤其是Iris van Herpen和Julia Koerner以3D時尚為例。比克羅夫特研究的針織結構在EOS Formiga P110上進行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，并提供所需的穩定性和強度。

　　手動壓縮管用于評估測試

　　“一旦3D打印出來，每個管子都經過測試，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使環變形并記錄測量來實現的，”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的變形，然后記錄這個測量結果。”

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

　　壓縮，伸展，拉伸和折疊

　　壓縮，延伸，破環(細節)和折疊

　　壓縮，伸展，拉伸和折疊

　　壓縮，伸展，拉伸和折疊

　　結構顯示壓縮后恢復良好，并具有適當的靈活性(我們很想知道這個屬性能持續多久)。 比克羅夫特對這項研究感到鼓舞，并表示它展示了3D打印管狀針織結構的潛力。

　　“然而，這項研究的局限性在于缺乏適用于測試3D打印機紡織品結構的標準或定義的測試程序，”比克羅夫特總結道：“作者正計劃進行進一步的研究，以測試這些打印結構在受控實驗室環境中的耐久性，以測試拉伸強度，伸長率和斷裂點的載荷。”

　　這項研究表明，SLS是一種合適的制造工藝，可以使用尼龍(PA12)粉末實現柔性管狀針織結構。對其他柔性粉末材料(如TPU)的進一步研究將有助于測試材料的機械性能，結合針織結構的拉伸和柔韌性的固有特性。這樣就可以在尼龍(PA12)和TPU之間進行比較研究。

　　來源：創想三維 https://www.cxsw3d.com/

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