新葡萄京app下载研究员将纺织品嵌入3D打印以制造柔性功能部件

近日,瑞典博罗斯大学和法国大学GEMTEX、里尔北大学以及中国纺织工程学院联合进行了一项研究。发表了关于PLA材料在织物上的直接3D的调查。据了解,这项研究由欧盟委员会的Erasmus
Mundus计划资助,鼓励实现一个普遍目标。研究聚合物和纳米复合材料直接3D打印在纺织品上的粘附性能的研究:FDM工艺参数的影响。这项研究结果已经在2017年1月发表在了SMDTex上。在传统纺织制造业中,水是至关重要的。根据WWF全球的数据,每生产1kg棉花就需要大约20,000升水。在后处理中,水也将用于将织物图案的印刷上。正如报告所述,使用3D打印代替典型的屏幕或打印技术,除了“能量和化学品”以及总体上“改善织物印刷的生态足迹和生产率”之外,还可以“避免不必要地水资源浪费”。PLA材料具有持久、可持续性、生态等优点,同时由于其是合成类材料,因此重量较轻、防水,能够轻易着色。此外,它比其他合成纤维更可持续,这就是为什么SMDTex研究人员选择PLA作为他们研究的主要焦点。该研究考察了合成纤维上的四种不同的聚合物组合,分析了材料彼此粘附的程度。组合是尼龙在尼龙66织物替代PLA、PLA在尼龙PA66上、PLA在PLA织物上、PLA在含有炭黑的PLA织物上。研究进一步强调成本,研究使用商业可用的材料和双头WANHAO复印机3D打印机。实验发现PLA对织物的粘附主要取决于加热织物的平台温度和PLA挤出的温度之间的平衡。为了实现粘合,当它们变硬并且聚合物内的分子链不可移动时,两种聚合物必须处于物质的“流动”状态,而不是“玻璃状”点。结论表明PLA基丝显示出对PLA织物的最大粘附性。由于PLA可以用所有方式的材料(即,在该实验中的碳纳米管)来增强,因此它给出了使用用于制造具有增强的功能性的智能材料的方法的范围,本文建议的可能用途是:智能绷带,虚拟现实手套,具有传感器和热属性的可穿戴设备,用于国防工业的安全设备,用于体温的独特运动服装,医疗设备,,航空和航天配件。

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近日,来自卡内基梅隆大学和罗切斯特理工学院的研究人员发表了一篇名为《用嵌入式纺织品延伸3D打印的界限》的论文,其中详细介绍了用3D打印机来制造更强大和更具功能性的纺织品。使用一台Ultimaker
3D打印机,研究人员将设计直接3D打印到织物上,某些情况下则将织物嵌入两层3D打印塑料之间。

选择性硬化

该研究提到了“选择性硬化”这个概念,这涉及将塑料添加到织物上,以在特定区域提供刚性部件以及控制其刚度。这扩展了织物的应用,并让其更具功能性。另外,论文说,通过使用已经制好的纺织品,这有可能解节省打印时间。

通过用一层薄薄的3D打印塑料来加强织物,研究人员相信他们能制造出全塑料零件的合格替代品,从而节省打印时间。这种方法还能制造出比3D打印机的构建板更大的物体。

将塑料粘到织物上

这种方法涉及将一系列不同材料直接FDM
3D打印到织物上。论文解释说,为了达到最佳效果,需要修改打印设置。例如,研究人员发现,如果用一个稍高的温度来挤出PLA,这种材料能更好地粘在织物上。

通过将织物夹在两层3D打印塑料之间,研究人员还进行了进一步的研究。“当织物不作为打印的第一层,而是被夹在两层塑料之间时,它通常不会粘附到在自己下面的那一层。如果需要粘附,织物必须有孔或间隙,以让熔融的塑料流过。

3D打印时尚

这种方法有可能扩展3D打印在时尚界的应用。研究人员总结说,他们的技术可用于探索基于服装的输入传感器以及柔性机械装置和其他柔性功能部件设计。

使用这种新颖的纺织品嵌入方法,研究团队制造了许多创新性设备,包括一个表带、一个织物灯罩、一个可穿戴的王冠等。

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