Esperimenti con la progettazione 3D e la stampa 3D di tessuti a rete con FDM e PLA

La stampa 3D e i materiali sono una scienza intrecciata e quella alla quale molti ricercatori, ingegneri e produttori dedicano molta ricerca e sviluppo oggi, tutti impegnati a raggiungere l’obiettivo di perfezionare la produzione. In ” Design for Material Extrusion on Mesh Fabrics “, i ricercatori britannici approfondiscono in modo più specifico l’uso del PLA “pronto all’uso” per i tessuti a rete creati tramite la stampa 3D FDM. Il loro studio è stato creato allo scopo di aiutare i progettisti a comprendere meglio le complessità delle tecniche di fabbricazione progressiva e, in particolare, i problemi di adesione.

La produzione additiva e la stampa 3D offrono enormi opportunità agli stilisti di innovare e produrre una gamma infinita di motivi e trame, insieme a geometrie complesse come desiderato. I ricercatori classificano i tessuti stampati in 3D come polimeri completamente stampati in 3D e flessibili o stampati in 3D che sono stati posizionati su tessuti come aggiunta in seguito. Poiché il design della moda è un tale sforzo artistico, il design e la stampa 3D sono un enorme complemento tecnologico, consentendo innovazioni che prima non sarebbero state possibili. I ricercatori spiegano che la stampa 3D offre nuove applicazioni per quanto segue:

Produzione di capi personalizzati
Nuova funzionalizzazione tessile
Esplorazioni composite multi-materiale
Sviluppo di nuove tecniche
Più sostenibilità nei materiali per l’industria in generale
Sono necessari studi avanzati, tuttavia, per affrontare e vincere numerose sfide che altri utenti affrontano continuamente come la riduzione delle proprietà meccaniche, i problemi di adesione, i processi di finitura e altro ancora. Qui, sono stati creati campioni con Prusa PLA, utilizzando una stampante Prusa i3 MK3 . I ricercatori hanno affrontato sfide poiché il primo campione è risultato estremamente scarso in termini di adesione e stabilità, ma il secondo è stato molto più positivo.

La ricerca ha anche scoperto dati sulla porosità, dimostrando che i pori più grandi hanno portato a un migliore legame intermolecolare tra gli strati, con PLA-F1 e PLA-F3 che offrono dimensioni dei pori più grandi. Il team ha anche scoperto che nella stampa 3D su mesh, molti problemi di adesione possono essere evitati in quanto presentano “lacune di apertura” per misure di adesione salde; tuttavia, una minore “capacità di allungamento” consente anche una migliore coerenza di adesione.

In definitiva, lo studio ha dimostrato che il tessuto di laminazione tra due strati polimerici è il segreto per creare un legame, con connessioni di blocco della forma, che funziona bene con quanto segue:

Grande dimensione dei pori
Struttura a trama larga
Trama bassa
Densità del punto
Le proprietà della superficie sono importanti, insieme alle proprietà chimiche e alla composizione del substrato. Ricerche precedenti hanno anche dimostrato che i polimeri hanno un migliore successo di aderenza su:

cotone
Poliestere
Lana
Viscosa
“Per quanto riguarda le impostazioni di stampa 3D, un’altezza z-distance ottimale offre la migliore adesione polimero-tessile. Il rischio di errori di stampa aumenta quando la distanza z non è stata impostata correttamente. La stampa 3D a una temperatura superiore di 5-10 ° C dalla temperatura del filamento suggerita riduce la viscosità del materiale di stampa che consente al materiale estruso di penetrare più a fondo nel tessuto “, hanno concluso i ricercatori.

“I risultati dell’esperimento hanno mostrato che la velocità di stampa e il flusso di polimero non hanno un impatto sostanziale sulla forza di adesione, ma si consiglia di stampare a una velocità inferiore di 20 – 22,5 mm / se 100% di portata per un risultato di adesione leggermente migliore. I lavori futuri estenderanno lo studio dell’adesione dell’interfaccia dei polimeri stampati in 3D su tessuto utilizzando immagini microscopiche, test sui cicli di lavaggio ed esplorazione di nuovi materiali per tessuti stampati in 3D. “

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