DefeXtiles: Eine revolutionäre Methode zur Herstellung von 3D-gedruckten Textilien

Ein neuer Ansatz für die schnelle und kostengünstige Herstellung von realistischen Textilien auf 3D-Druckern

Die Welt der Textilherstellung hat sich seit Jahrtausenden kaum verändert: Fasern werden zu Stoffen verarbeitet, die dann zu 3D-Objekten konstruiert werden. Der hochtechnologische Ansatz des Maschinenstrickens erfordert teure Maschinen und eine steile Lernkurve. Der low-tech Ansatz des klassischen Nähens erfordert mühsame Prozesse. Daher besteht Bedarf an einer schnellen und zugänglichen Methode zur Herstellung von 3D-Textilien.

DefeXtiles ist eine schnelle und kostengünstige Technik zur Herstellung realistischer Textilien auf 3D-Druckern. In dieser Arbeit zeigen wir, dass Defekte durch Unterextrusion fein gesteuert werden können, um dünnere, flexible Textilien in komplexe 3D-Formen zu drucken. Unser Ansatz ermöglicht eine Vielzahl von Anwendungen, darunter das Drucken von Kleidungsstücken in Originalgröße, verformbare greifbare Schnittstellen und ultrastarke Federbälle.

Die Realisierung dieser Technik basiert auf der Erkenntnis, dass durch Unterextrusion schnell dünne, flexible Textilien gedruckt werden können. Wenn der Extrusionsmultiplikator abnimmt, entsteht ein idealer Bereich, in dem Klumpen mit feinen Strängen verbunden sind. Die periodischen Lücken, die durch dieses Druckverfahren entstehen, verleihen den Textilien nicht nur ästhetische und atmungsaktive Eigenschaften, sondern auch textile Eigenschaften wie Flexibilität und Dehnbarkeit, selbst bei klassisch starren Materialien wie Polylactid (PLA).

Die Möglichkeiten dieser Technik sind vielfältig. Sie ermöglicht die Herstellung von Kleidungsstücken, die Drucke von Textilien in Originalgröße, verformbare greifbare Schnittstellen und ultrastarke Federbälle. Durch die Kombination der flexiblen, dünnen und atmungsaktiven Eigenschaften von Textilien mit den Vorteilen des 3D-Drucks, wie schnelle Iteration, berührungslose Fertigung und computergestütztes Design, eröffnen sich neue Perspektiven für intelligente Textilien, greifbares Online-Shopping, Spielzeug, Stoffdesign und den Alltag.

Das Projekt DefeXtiles begann im Oktober 2019 in Cambridge, Massachusetts, und wurde im Juni 2020 abgeschlossen. Die Ergebnisse wurden auf der ACM User Interface Software and Technology Symposium 2020 präsentiert und demonstriert.

Die Forschung hinter DefeXtiles konzentriert sich auf die Entwicklung einer neuen Methode zur schnellen Herstellung von dünnen, flexiblen und leicht herzustellenden 3D-gedruckten Geweben. Durch den Druck der Textilien senkrecht zur Druckplatte können komplexe Geometrien wie gefaltete, gekrümmte und metamaterielle Strukturen erzeugt werden. Mit dieser Methode können Standard-3D-Drucker in einem einzigen Druckvorgang Dekameter an Stoffen drucken. Durch den Einsatz von Mehrmaterial-Druckern können Benutzer Leiterbahnen in das Gewebe einbetten, indem sie leitfähiges Filament verwenden.

Die Herausforderung bestand darin, den Zugang zu 3D-Formen mit Textilien zu demokratisieren, indem eine neue Technik entwickelt wurde, die es ermöglicht, Textilien in komplexe dreidimensionale Formen zu drucken, ohne den 3D-Drucker zu modifizieren oder neue Software zu verwenden.

DefeXtiles ist eine revolutionäre Methode zur Herstellung von 3D-gedruckten Textilien. Sie ermöglicht die schnelle und kostengünstige Herstellung von realistischen Textilien auf 3D-Druckern und eröffnet eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten. Die Arbeit wurde mit dem Bronze A' Design Award in der Kategorie "3D-gedruckte Formen und Produkte" ausgezeichnet. Dieser Preis würdigt herausragende und kreative Designs, die Erfahrung und Einfallsreichtum authentifizieren. Sie tragen zur Verbesserung der Lebensqualität bei und machen die Welt zu einem besseren Ort.