Како користити 4Д штампање за креирање паметних текстилних производа

Катарина Винандс са ИТА Института за текстил са Универзитета РВТХ у Ахену објашњава како моделирање фузионисаног таложења може да створи „паметне“ текстиле.

Свет текстила се брзо мења. У не тако далекој будућности, флексибилна технологија би могла да створи 'паметне' текстиле, који би могли имати револуционарне и далекосежне примене у широком спектру сектора.

Савремени живот значи да су нови производи стално потребни јер се људске потребе стално мењају. Међутим, такође је важно смањити потрошњу материјала и отпад. Ипак, овај конфликт се може решити стварањем прилагодљивих материјала који могу испунити више функција. У случају текстила, адитивна производња је кључна технологија која се може користити да се то постигне.

Флексибилна електроника би могла да укључи додирну таблу, соларне панеле и технологију дисплеја – што се тиче текстила, флексибилна технологија би могла да резултира штампаним плочама на тканини, системима текстилних сензора и функционализованим површинама.

Флексибилна електроника

Све више људи постаје свесно потенцијала флексибилне електронике. Очекује се да ће величина глобалног тржишта флексибилне и штампане електронике значајно порасти, са 15 милијарди евра у 2020. на процењених 50 милијарди евра до 2030. године, при чему ће Европа бити једно од најбрже растућих тржишта. Флексибилна електронска технологија могла би да револуционише секторе, укључујући здравство, личну мобилност и грађевинарство, да споменемо само три.

Ипак, постоје бројни изазови који коче развој паметног текстила. На пример, коришћене батерије морају да испуњавају неопходне захтеве за напајањем и да буду флексибилне, лагане и периве. Производи морају бити направљени што је више могуће одрживо, са максималним животним веком и са минималним отпадом. Постоје и материјални изазови – на пример, тканине морају бити у стању да издрже механичка оптерећења при прању и пеглању, као и истезању и хабању, и да буду погодне за стандардизовану, аутоматизовану производњу.

Функционални концепт 4Д дизајна текстила

ИТА Институт фур Тектилтецхник Универзитета РВТХ Аацхен креира производну линију ролл-то-ролл за скалабилну и флексибилну производњу паметног текстила, развијену у сарадњи са Асис Системс ГмбХ. Производна линија омогућава серијску производњу паметног текстила коришћењем ситоштампе и процеса пицк-анд-плаце. Штавише, његов модуларни дизајн омогућава интегрисање будућих производних модула.

Циљ је да се створи најсавременија микрофабрика за израду прототипа и дизајна, као и да понуди фабрику за учење у стварном животу будућности. Да би се то постигло, користе се различите технологије – на пример, сито штампа и „пицк-анд-плаце“, плус оптичко препознавање, и штампање на диспензеру са роботима за сарадњу.

Добродошли у четврту димензију

„Паметни“ текстил који се развија на Универзитету у Ахену није електронски, већ може променити свој облик, функцију и изглед. Познати као '4Д' текстили, могу да се прилагоде корисницима и окружењу кроз сложену интеракцију између хибридних материјала и коришћењем спољашњих стимуланса. Као резултат, они омогућавају слободу дизајна, прилагодљиви су и смањују потрошњу материјала. Могућа поља примене су роба широке потрошње, ентеријери возила, текстилне фасаде и медицинска техника.

4Д текстил се ствара 3Д штампањем полимерних материјала на претходно напрегнутом текстилу. Штампањем на преднапрегнутом текстилу, растегнуто стање се фиксира на местима штампања. Текстилна подлога може механички да складишти енергију створену преднапрезањем. Ова ускладиштена енергија се може користити за циљану трансформацију.

Аутоматизована линија за производњу текстила

Ослобађањем ускладиштене енергије, дводимензионална структура постаје тродимензионална структура са бистабилним понашањем. У овом случају, стабилна стања су два различита тродимензионална облика структуре. Промена између стабилних стања може бити активирана спољним стимулансима као што су топлота, струја или влага. То може довести до промене функције.

У тандему са Сцхнеидер Тецхнологиес, ИТА Институт фур Тектилтецхник Универзитета РВТХ Аацхен тренутно развија штампач великог формата 4Д-ТекПринт 1.0. Овај штампач је штампач за текстил специјално дизајниран за 3Д штампање на претходно напрегнутом текстилу са површином штампе 1м са 1м. Штампач је дизајниран да уноси текстил на ролне, елиминишући потребу за сечењем пре процеса штампања. Резултат процеса су програмабилне текстилне 4Д структуре велике површине, које омогућавају неограничене могућности иновације, као што су текстилне фасаде поменуте раније.