stringtranslate.com

Textiles 3D

Traje impreso en 3D de inBloom

Los textiles 3D son estructuras tridimensionales hechas con diferentes métodos de fabricación, como tejido , tejido de punto , trenzado o no tejido , o fabricados con tecnologías alternativas. Los textiles 3D se producen con tres geometrías planas, a diferencia de los textiles 2D que se fabrican en dos planos. El tejido en los textiles 2D es perpendicular. El hilo se alimenta a lo largo de dos ejes: largo (eje x) y ancho (eje y), mientras que los textiles 3D también tienen un tejido perpendicular, pero tienen un hilo adicional con una alimentación angular (eje z) que crea espesor. [1] [ aclaración necesaria ] Los tejidos 3D son estructuras de tejido ortogonales , estructuras multicapa y entrelazados angulares. Los textiles 3D tienen más oportunidades de fabricación, varias propiedades y un alcance más amplio de aplicaciones. Estos textiles tienen una amplia gama de aplicaciones, pero se utilizan más comúnmente donde el rendimiento es el criterio principal, como los textiles técnicos . Materiales compuestos, la fabricación es una de las áreas importantes de uso de textiles 3D. [2] [3] [4] [5] [6]

Las estructuras 3D tienen dos tipos de formaciones estructurales, es decir, huecas y sólidas. [7]

Tipos

Los tejidos 3D se pueden formar con tejido 3D, tejido de punto 3D, trenzado 3D, métodos no tejidos y con muchas tecnologías más nuevas, como la impresión 3D, etc.

Tejido 3D

Existen varios tipos de tejidos 3D disponibles comercialmente; se pueden clasificar según su técnica de tejido. [8]

  1. Los tejidos entrelazados 3D son tejidos 3D producidos en un telar de tejido 2D tradicional , utilizando técnicas y diseño de tejido adecuados; puede tener el tejedor/hilo Z atravesando todo el espesor del tejido o de capa a capa.
  2. Los tejidos ortogonales 3D son tejidos 3D producidos en un telar especial para tejido 3D. El proceso para formar este tipo de tejido fue patentado por Mohamed y Zhang. [9] La arquitectura del tejido ortogonal 3D consta de tres conjuntos diferentes de hilos: hilos de urdimbre (hilo y), hilos de trama (hilo x) e hilos z. El hilo Z se coloca en la dirección del espesor de la preforma. En los tejidos ortogonales 3D no hay entrelazado entre los hilos de urdimbre y trama y son rectos y perpendiculares entre sí. Por otro lado, los hilos z combinan las capas de urdimbre y trama entrelazándose (moviéndose hacia arriba y hacia abajo) a lo largo de la dirección y sobre el hilo de trama. El entrelazado se produce en la superficie superior e inferior del tejido. [10] [11]

Ventajas

Tejido 3D

El tejido en 3D es un método para formar una prenda de vestir directamente a partir de los hilos. [14] Los ejemplos típicos son los calcetines y las medias de una pieza . Los tejidos de punto en 3D también se utilizan para la producción de ciertas estructuras de refuerzo. [7] Desde 2017, Uniqlo ha estado ofreciendo prendas de punto totalmente en 3D, incluidas camisetas y vestidos, a través de una asociación con Shima Seiki. [15] Otras empresas y diseñadores han estado explorando esta tecnología, incluso para prendas tejidas a pedido o personalizadas. [16] Otra tecnología que puede considerarse tejido en 3D es el tejido espaciador. [17] Esta técnica crea un tejido plano que tiene un carácter similar a una esponja.

Trenzado 3D

No tejido

Los tejidos 3D no tejidos están hechos de fibras cortas (filamentos naturales y sintéticos cortados) y tienen un éxito comparativamente menor. [18]

Impresión 3D

Fabricación aditiva

La fabricación de tejidos mediante impresoras tridimensionales emplea la fabricación aditiva, también conocida como fabricación aditiva por capas (ALM), una técnica de fabricación asistida por CAD que construye el objeto capa por capa. [19]

La impresión 3D ha entrado en el mundo de la ropa, y los diseñadores de moda están experimentando con bikinis, zapatos y vestidos impresos en 3D.

Bikini

"N-12" es un bikini de nailon impreso en 3D por Shapeways . [20] [21] [22]

Calzado y complementos

Nike está utilizando la impresión 3D para crear prototipos y fabricar el calzado de fútbol Vapor Laser Talon 2012 para jugadores de fútbol americano, y New Balance está fabricando en 3D calzados personalizados para atletas. [21] Las botas Vapor Laser Talon tienen placas para los pies impresas en 3D. [23] Futurecraft STRUNG es otra variante impresa en 3D que pertenece a Adidas. [24]

Vestidos

Aunque era muy cara, la impresora 3D también imprimió un vestido. Dita Von Teese lució un vestido impreso en 3D con una secuencia de Fibonacci diseñada por Michael Schmidt y el arquitecto Francis Bitonti. [25] [26] [21]

Textiles auxéticos

Los materiales auxéticos son materiales que se expanden cuando se estiran. Tienen la capacidad de ser más gruesos cuando se estiran. [27] Las fibras, hilos y telas con propiedades auxéticas se conocen como textiles auxéticos. [28] [29] Existen ciertos tipos de telas no tejidas perforadas con agujas. [30] [31] Las impresoras 3D también son útiles para fabricar materiales auxéticos para textiles . Estas telas tienen propiedades avanzadas que son útiles para fabricar diversos materiales compuestos y aplicaciones de alto rendimiento. [32] [33] [34] [35] [36]

Usar

Los textiles auxéticos se utilizan en ropa de protección, tapicería, deportes, filtración, chalecos antibalas (debido a sus propiedades de absorción de impactos), etc. [37] [38]

Aplicaciones

Primer plano de una pieza de hormigón reforzado con textiles

Otras aplicaciones de los textiles 3D son: [2] [39]

Materiales compuestos

Los textiles 3D se utilizan principalmente en la fabricación de compuestos estructurales textiles que se pueden utilizar en el ámbito militar y de la construcción. [40]

Textiles médicos

Los textiles 3D en textiles médicos contribuyen a los siguientes sectores: [41]

Cuidado de heridas

En el tratamiento de heridas a lo largo del tiempo, se crea un entorno favorable para la curación, utilizando métodos tanto directos como indirectos, así como evitando la desintegración de la piel. Algunos ejemplos incluyen telas espaciadoras 3D. [41] [42]

Injerto vascular

Ingeniería de tejidos

Implantes

Los textiles médicos utilizan tejidos tubulares con materiales cuidadosamente seleccionados que son biocompatibles, no alérgicos y no tóxicos. Por ejemplo, se utilizan Dyneema, PTFE, poliéster y teflón para implantes. El tipo de material varía según el área del implante; por ejemplo, se prefiere el PTFE para implantes de stents debido a sus propiedades antiadherentes, mientras que se utiliza poliolefina para implantes de malla. [43] [44]

Véase también

Referencias

  1. ^ Chen, Xiaogang (28 de mayo de 2015). Avances en textiles 3D. Elsevier. p. 2. ISBN 978-1-78242-219-8.
  2. ^ ab Chen, Xiaogang (28 de mayo de 2015). Avances en textiles 3D. Elsevier. pp. 1–12. ISBN 978-1-78242-219-8.
  3. ^ Paul, Roshan (29 de abril de 2019). Textiles técnicos de alto rendimiento. John Wiley & Sons. pág. 374. ISBN 978-1-119-32501-7.
  4. ^ Hu, Jinlian (9 de septiembre de 2008). Conjuntos fibrosos tridimensionales: propiedades, aplicaciones y modelado de estructuras textiles tridimensionales. Elsevier. pp. 34, 57, 60, 102, 128. ISBN 978-1-84569-498-2.
  5. ^ Chen, X.; Potiyaraj, P. (1999-09-01). "CAD/CAM de estructuras tejidas ortogonales y de enclavamiento angular para aplicaciones industriales". Revista de investigación textil . 69 (9): 648–655. doi :10.1177/004051759906900905. ISSN  0040-5175. S2CID  111178802.
  6. ^ Harris, Bryan (31 de octubre de 2003). Fatiga en materiales compuestos: ciencia y tecnología de la respuesta a la fatiga de los plásticos reforzados con fibra. Elsevier. pág. 297. ISBN 978-1-85573-857-7.
  7. ^ ab Au, KF (26 de febrero de 2011). Avances en la tecnología de tejido. Elsevier. pág. 141. ISBN 978-0-85709-062-1.
  8. ^ N. Khokar, "Procesos de formación de tejidos en 3D: distinción entre tejido en 2D, tejido en 3D y un proceso no entrelazado no especificado", Journal of the Textile Institute, vol. 87, núm. 1, págs. 97-106, 1996.
  9. ^ MH Mohamed y Z.-H. Zhang, "Método de formación de tejidos tridimensionales con formas de sección transversal variable". Patente estadounidense 5085252, 4 de febrero de 1992.
  10. ^ N. Khokar, "Tejido 3D: teoría y práctica", Journal of the Textile Institute, vol. 92, núm. 2, págs. 193-207, 2001.
  11. ^ N. Khokar, "Noobing: explicación del proceso de formación de telas 3D no tejidas", Journal of the Textile Institute, vol. 93, núm. 1, págs. 52–74, 2002.
  12. ^ Mohamed, Mansour H.; Wetzel, Kyle K. (2006). "Tapa de larguero híbrida de fibra de carbono y vidrio tejida en 3D para pala de rotor de turbina eólica". Revista de ingeniería de energía solar . 128 (4): 562–573. doi :10.1115/1.2349543.
  13. ^ P. Schwartz, "Estructura y mecánica de conjuntos de fibras textiles", Woodhead publishing Ltd. 2008.
  14. ^ "Tejido en 3D: después de 8.000 años, una nueva dimensión en el tejido y el hilado". The Guardian . 8 de marzo de 2015 . Consultado el 24 de junio de 2021 .
  15. ^ "Fast Retailing lanza Innovation Factory Co., Ltd. - Entra en una empresa conjunta con Shima Seiki Mfg., Ltd. | FAST RETAILING CO., LTD". www.fastretailing.com . Consultado el 6 de noviembre de 2023 .
  16. ^ Reilly, Michael (6 de abril de 2017). "El tejido en 3D aporta tecnología a tus suéteres, por un precio". MIT Technology Review . Consultado el 6 de noviembre de 2023 .
  17. ^ Ray, Sadhan Chandra (1 de enero de 2012), Ray, Sadhan Chandra (ed.), "24 - Producción de tejidos espaciadores en tejido de punto", Fundamentos y avances en tecnología de tejido de punto , Woodhead Publishing India, págs. 283-292, doi : 10.1533/9780857095558.283, ISBN 978-0-85709-108-6, consultado el 6 de noviembre de 2023
  18. ^ Chen, Xiaogang (28 de mayo de 2015). Avances en textiles 3D. Elsevier. pp. 183–202. ISBN 978-1-78242-219-8.
  19. ^ Hu, Hong; Zhang, Minglonghai; Liu, Yanping (11 de julio de 2019). Textiles Auxéticos. Publicación Woodhead. pag. 69.ISBN​ 978-0-08-102212-2.
  20. ^ Pappas, Stephanie (21 de mayo de 2013). "Las 10 cosas más extrañas creadas mediante impresión 3D". livescience.com . Consultado el 25 de junio de 2021 .
  21. ^ abc "La ropa impresa en 3D se está convirtiendo en realidad". 2013-11-01. Archivado desde el original el 2013-11-01 . Consultado el 2021-06-25 .
  22. ^ "Las primeras cabezas de bikini impresas en 3D del mundo para la playa". New Atlas . 2011-06-10 . Consultado el 2021-06-25 .
  23. ^ "Tacos para botas de fútbol Nike Vapor Laser Talon impresos en 3D por Nike". Dezeen . 2013-03-04 . Consultado el 2021-06-25 .
  24. ^ "Adidas presenta Futurecraft STRUNG, la zapatilla para correr impresa en 3D "definitiva". Industria de la impresión 3D . 2020-10-09 . Consultado el 2021-06-25 .
  25. ^ "Revelando a Dita Von Teese con un vestido impreso en 3D totalmente articulado - Blog de Shapeways" www.shapeways.com . Consultado el 25 de junio de 2021 .
  26. ^ "Vestido impreso en 3D para Dita Von Teese". Dezeen . 2013-03-07 . Consultado el 2021-06-25 .
  27. ^ Lim, Teik-Cheng (27 de diciembre de 2014). Materiales y Estructuras Auxéticas. Saltador. pag. 3.ISBN​ 978-981-287-275-3.
  28. ^ Hu, Hong; Zhang, Minglonghai; Liu, Yanping (11 de julio de 2019). Textiles Auxéticos. Publicación Woodhead. págs. 1-13. ISBN 978-0-08-102212-2.
  29. ^ "Textiles auxéticos". Journals.matheo.si .
  30. ^ Verma, Prateek; Shofner, Meisha L.; Lin, Angela; Wagner, Karla B.; Griffin, Anselm C. (1 de julio de 2015). "Inducción de comportamiento auxético fuera del plano en telas no tejidas perforadas con agujas". Physica Status Solidi B . 252 (7): 1455–1464. Bibcode :2015PSSBR.252.1455V. doi :10.1002/pssb.201552036. ISSN  0370-1972. S2CID  120375878.
  31. ^ Rawal, Amit; Sharma, Sumit; Kumar, Vijay; Rao, PV Kameswara; Saraswat, Harshvardhan; Jangir, Nitesh Kumar; Kumar, Rajat; Hietel, Dietmar; Dauner, Martín (1 de enero de 2019). "Análisis micromecánico de materiales no tejidos con comportamiento auxético fuera del plano sintonizable". Mecánica de Materiales . 129 : 236–245. doi :10.1016/j.mechmat.2018.11.004. ISSN  0167-6636. S2CID  139246418.
  32. ^ Hu, Hong; Zhang, Minglonghai; Liu, Yanping (11 de julio de 2019). Textiles Auxéticos. Publicación Woodhead. págs.337, 340. ISBN 978-0-08-102212-2.
  33. ^ Grimmelsmann, N.; Meissner, H.; Ehrmann, A. (2016). "Formas auxéticas impresas en 3D en tejidos de punto para una permeabilidad ajustable y propiedades mecánicas". Serie de conferencias IOP: Ciencia e ingeniería de materiales . 137 (1): 012011. Bibcode :2016MS&E..137a2011G. doi : 10.1088/1757-899X/137/1/012011 . ISSN  1757-899X.
  34. ^ Kabir, Shahbaj; Kim, Hyelim; Lee, Sunhee (1 de junio de 2020). "Caracterización de patrones sinusoidales auxéticos impresos en 3D/tejidos compuestos de nailon". Fibras y polímeros . 21 (6): 1372–1381. doi :10.1007/s12221-020-9507-6. ISSN  1875-0052. S2CID  219976867.
  35. ^ Jawaid, Mohammad; Thariq, Mohamed; Saba, Naheed (14 de septiembre de 2018). Pruebas mecánicas y físicas de biocompuestos, compuestos reforzados con fibra y compuestos híbridos. Woodhead Publishing. pág. 414. ISBN 978-0-08-102300-6.
  36. ^ Kettley, Sarah (2 de junio de 2016). Diseño con textiles inteligentes. Bloomsbury Publishing. pág. 155. ISBN 978-1-4725-6916-5.
  37. ^ "Materiales auxéticos: aplicaciones". AZoM.com . 2001-03-09 . Consultado el 2021-06-24 .
  38. ^ "Ley de Hook". The Economist . 2012-12-01. ISSN  0013-0613 . Consultado el 24 de junio de 2021 .
  39. ^ Materials World: La revista del Instituto de Materiales. Instituto de Materiales. 2006.
  40. ^ Ko, Frank K. (1993), Morán-López, JL; Sanchez, JM (eds.), "Compuestos estructurales textiles avanzados", Temas avanzados en ciencia e ingeniería de materiales , Boston, MA: Springer US, págs. 117-137, doi :10.1007/978-1-4615-2842-5_8, ISBN 978-1-4615-2842-5, consultado el 25 de junio de 2021
  41. ^ ab Eriksson, S.; Sandsjö, L. (1 de enero de 2015). "Tejidos tridimensionales como textiles médicos". Avances en textiles 3D . Woodhead Publishing Series in Textiles: 305–340. doi :10.1016/B978-1-78242-214-3.00012-7. ISBN 9781782422143.
  42. ^ Rajendran, S. (20 de septiembre de 2018). Textiles avanzados para el cuidado de heridas. Woodhead Publishing. pág. 185. ISBN 978-0-08-102193-4.
  43. ^ Gandhi, Kim (1 de noviembre de 2019). Tejidos textiles: principios, tecnologías y aplicaciones. Woodhead Publishing. pág. 332. ISBN 978-0-08-102498-0.
  44. ^ Chen, Xiaogang (28 de mayo de 2015). Avances en textiles 3D. Elsevier. pág. 324. ISBN 978-1-78242-219-8.