3D-textilier
.jpg)
3D-textilier är tredimensionella strukturer gjorda med olika tillverkningsmetoder som vävning , stickning , flätning eller nonwoven , eller gjorda med alternativa teknologier. 3D-textilier tillverkas med tre plana geometrier, till skillnad från 2D-textilier som är gjorda på två plan. Väven i 2D-textilier är vinkelrät. Garnet matas längs två axlar: längd (x-axel) och bredd (y-axel), medan 3D-textilier också har en vinkelrät väv, men de har ett extra garn med en vinkelmatning (z-axel) som skapar tjocklek. [ förtydligande behövs ] 3D-vävar är ortogonala vävstrukturer, flerskiktsstrukturer och vinkelförreglingar. 3D-textilier har fler tillverkningsmöjligheter, olika egenskaper och ett bredare användningsområde. Dessa textilier har ett brett användningsområde, men de används oftast där prestanda är det primära kriteriet, såsom tekniska textilier . Tillverkning av kompositmaterial är ett av de viktiga områdena för att använda 3D-textilier.
3D-strukturer har två typer av strukturella formationer, dvs ihåliga och solida.
Typer
3D-tyger kan formas med 3D-vävning, 3D-stickning, 3D-flätning, non-woven-metoder och med många nyare teknologier, såsom 3D-utskrift, etc.
| 3D Tyg typ | Fördelar och nackdelar | Anledning |
|---|---|---|
| 3D vävda tyger | Fri från delaminering , flerskiktad och låga planegenskaper. | På grund av extra styrka som tillhandahålls av z-garnet i dimensionen genomgående tjocklek. |
| 3D stickade tyger | Låg fibervolymfraktion | På grund av slingad struktur. |
| 3D flätade tyger | Fri från delaminering, flerskiktade och låga tvärgående egenskaper. | På grund av sammanflätning av intervinstyp |
| 3D Nonwoven-tyger | Saknar mekaniska egenskaper | På grund av korta fibrer |
3D-vävning
Det finns flera typer av 3D-vävda tyger som är kommersiellt tillgängliga; de kan klassificeras enligt deras vävteknik.
- 3D-vävda interlock-tyger, är 3D-vävda tyger som produceras på en traditionell 2D- vävväv , med hjälp av rätt vävdesign och tekniker, det kan antingen ha vävaren/z-garnet att gå genom hela tygets tjocklek eller från lager till lager.
- 3D ortogonala vävnader, är 3D-vävda tyger som produceras på en speciell 3D-vävväv. Processen för att bilda ett sådant tyg patenterades av Mohamed och Zhang. Arkitekturen hos det 3D ortogonala vävda tyget består av tre olika uppsättningar garn; varpgarn (y-garn), inslagsgarn (x-garn) och (z-garn). Z-garnet placeras i förformens genomgående tjockleksriktning. I 3D ortogonala vävda tyger finns det ingen sammanflätning mellan varp- och inslagsgarnen och de är raka och vinkelräta mot varandra. Å andra sidan kombinerar z-garn varpen och väftskikten genom att fläta (flytta sig upp och ner) längs y-riktningen över väftgarnet. Sammanflätning sker på ovan- och undersidan av tyget.
Fördelar
- 3D ortogonala vävda tyger har mindre eller ingen garnkrympning (skillnaden i längd på garn, före och efter vävning); därför används fibrernas mekaniska egenskaper nästan fullt ut i varp- och väftriktningar. Således skulle den kunna dra nytta av den maximala belastningskapaciteten hos högpresterande fibrer i dessa riktningar.
- Det finns inget behov av skiktning för att skapa en del, eftersom det enda tyget har en avsevärd tjocklek som ger den fullständiga tredimensionella förstärkningen.
3D stickning
3D stickning är en metod för att forma en klädesplagg direkt från garnerna. Typiska exempel är strumpor och strumpbyxor i ett stycke . 3D-stickade tyger används också för tillverkning av vissa förstärkningsstrukturer.
3D-flätning
Nonwoven
Non-woven 3D-tyger är gjorda av korta fibrer (naturliga och skurna filament av syntetiskt garn). De är jämförelsevis mindre framgångsrika.
3d-utskrivning
Additiv tillverkning
Tygtillverkning med tredimensionell skrivare använder additiv tillverkning, även känd som additiv lagertillverkning (ALM), en CAD-stödd tillverkningsteknik som bygger objektet lager för lager.
3D-utskrift har kommit in i klädvärlden, med modedesigners som experimenterar med 3D-printade bikinis, skor och klänningar.
Bikini
"N-12" är en nylonbikini som 3D-printades av Shapeways .
Skor och accessoarer
Nike använder 3D-utskrift för att prototyper och tillverka 2012 års Vapor Laser Talon-fotbollssko för spelare i amerikansk fotboll, och New Balance tillverkar 3D-anpassade skor för idrottare. ''Vapor Laser Talon boots'' har 3D-printade fotplattor. ''Futurecraft STRUNG'' är en annan 3D-printad variant som tillhör Adidas.
Klänningar
Även om den var mycket dyr, skrev 3D-skrivaren också ut en klänning. Dita Von Teese bar en 3D-printad klänning med en fibonacci-sekvens som designades av Michael Schmidt och arkitekten Francis Bitonti.
Auxetic textilier
Auxetiska material är material som expanderar när de sträcks. De har förmågan att bli tjockare när de sträcks ut. Fibrer, garn och tyger med auxetic egenskaper kallas auxetic textilier. Det finns vissa typer av nålstansade nonwovens. 3D-skrivare är också användbara för att göra extra material för textilier . Dessa tyger har avancerade egenskaper som är användbara vid tillverkning av olika kompositmaterial och högpresterande applikationer.
Använda sig av
Auxetic textilier används i skyddskläder, klädsel, sport, filtrering, kroppsskydd, skottsäkra västar (på grund av stötdämpande egenskaper) etc.
Ansökningar
Andra tillämpningar av 3D-textilier är:
Kompositmaterial
3D-textilier används främst vid tillverkning av textila strukturella kompositer som är användbara inom militär och konstruktion.
Medicinska textilier
3D-textilier i medicinska textilier bidrar till följande sektorer:
Sårvård
Vid behandling av ett sår över tid genom att skapa en gynnsam miljö för läkning, med hjälp av både direkta och indirekta tillvägagångssätt, samt förebygga hudsönderfall. Exempel inkluderar 3D-distanstyger.
Vaskulär ympning
Vävnadsteknik
Implantat
Medicinska textilier använder rörformiga tyger med noggrant utvalda material som är biokompatibla, icke-allergiska och icke-toxiska. Till exempel används Dyneema, PTFE, Polyester och Teflon för implantat. Materialtypen varierar beroende på implantatområdet; till exempel är PTFE att föredra för stentimplantat på grund av dess nonstick-egenskaper, medan polyolefin används för mesh-implantat.
- Flyg- och bilindustrin
- Skor
- Filtrering
- Byggbranschen