OBLAST
“3D printed fabric” je oblast koja se bavi modelovanjem, ispitivanjem, vizualizacijom i primenom 3D štampanih formi koje imaju veliku adaptibilnost pa se kategorišu kao štampani tekstil, a napravljene su od rigidnih materijala. Postoji nekoliko načina za struktuiranje ovakvih formi, gde je svaki od navedenih pogodan za određena polja primene.
- Weft knit
- Chainmail
- Printed sheet
Weft knit
Nalik tradicionalnim tkanim strukturama, istraživači su uspeli da reinterpretiraju i proizvedu forme jednoslojne ili višeslojne cevaste strukture koristeći SLS metode štampanja sa nylon prahom. Koncept je zasnovan na međusobnom prepletanju niti cevaste forme (biaxial weaves) na različite načine čime se postiže kompaktnost strukture a zadržavaju se karakteristike tkanih materijala. Ove strukture su dosta fleksibilne, elastične i rastegljive, što im omogućava primenu u oblasti arhitekture i dizajna enterijera, dizajna nameštaja kao i u modnoj industriji. Njihova izrada može biti poprilično komplikovana zbog spajanja niti prilikom štampanja istih, te se za ovaj vid struktura koriste napredni 3D štampači i obično je dosta skupa.
Chainmail
Ovakve strukture mogu se ponašati isto kao i tradicionalne tkane strukture, a načinjene su od sitnih delića koji su zarobljeni jedan u drugi. U zavisnosti od dimenzije i forme delića, struktura će se drugačije ponašati i na drugačiji način savijati. 3D printanje ovakvih struktura puno je jednostavnije i lakše od weft knit formi za koje su potrebni napredniji i skuplji sistemi štampe. Oni nalaze primenu u modnoj industriji, biomedicinskom inžinjerstvu, robotici, arhitekturi i dizajnu enterijera, astronautskoj industriji, etc.
Printed sheet
Ova metoda podrazumeva štampanje listova koji bi imali određene nabore/proreze, tako da prilikom manipulisanja materijalom imamo mogućnost stvaranja dvostruko zakrivljenih formi. Prilikom izrade strukture ovog tipa pogodno je koristiti fleksibilan materijal kako ne bi došlo do pucanja prilikom sekundarne obrade. Ukoliko bi se formirali određeni prostori za nabore na površini koju štampamo, ona bi se mogla posmatrati kao neka vrsta ljuske, a ukoliko bi se formirali prorezi struktura bi mogla povećati površinu čak do 2 puta uz mogućnost oblaganja dvostruko zakrivljenih površina (auxetic structures).
PREDMET
Chainmail strukture u dizajnu enterijera
Za šta se koriste?
Dizajn nameštaja, navlake, naslonjači za stolice, prekrivači, zavese, zasene, barijere, obloge dvostruko zakrivljenih površina.
Kako se prave?
3d print pojedinačnih komponenata, postavljene zajedno koje čine lančano povezanu strukturu.
Veličina komponente?
Što su veće komponente lakše je 3d printanje, ali je otežano savijanje i fleksibilnost, a što su manje komponente bolji se efekat tekstila postiže, ali je teža izrada, odnosno štampa.
Optimalna forma pojedinačne komponente?
Uglavnom se prave kao kvadratne strukture u osnovi, zbog laše tesalacije i konekcije između komponenata, ali ivice mogu biti i zakrivljene, kružnog ili poligonalnog oblika, što utiče na savitljivost samog krajnjeg produkta.
Softver za izradu?
Kako je krajnji produkt 3d štampani model, da bi fabrikacija bila lakša koristio bi se Rhinoceros, a ukoliko želimo parametarski dizajn, odnosno mogućnost promene komponenata, kombinacija Rhinocerosa i Grasshoppera.
TEMA
Formiranje chainmail struktura kao unikatnih skulpturalnih predmeta
Formiranje chainmail struktura za vertikalne i horizontalne zasene
Formiranje chainmail struktura kao modnih dodataka
Formiranje chainmail struktura u svrhu biomedicinskog inžinjerstva
STANJE U OBLASTI
Modifikovanje forme jedinične komponente chainmail strukture i njeno uticanje na fabrikaciju i funkcionalnost strukture.
Prilikom modelovanja komponente, spone koje služe za spajanje istih mogu biti pod određenim uglom. Ugao spona će uticati na fleksibilnost i elastičnost same strukture, ali će uticati i na samu fabrikaciju, pa bi bilo zgodno ispitati koji ugao i koja forma najviše odgovaraju strukturi koja je predmet istraživanja.
PROBLEMI / KRITERIJUMI / CILJEVI
Koja forma jediničnog elementa, oblik i nagib spona s kojim se međusobno povezuju su najoptimalniji prilikom 3D printanja, kako ne bi došlo do deformisanja samih elemenata? Problem nastaje kod spona koje se spajaju u centralnu tačku, predugih horizontalnih elemenata i ako su sami jedinični elementi preblizu jedan drugom, pa dolazi do njihovog spajanja. S druge strane, ukoliko dodamo previše elemenata koji će služiti kao potkonstrukcija samim sponama, previše komplikujemo samu strukturu. Razmak između jediničnih elemenata je isto tako bitan faktor, jer ukoliko su elementi preblizu, printaće se spojeni, a ukoliko su previše odaljeni jedan od drugog, sama struktura će biti previše labava. Zato ispitivanjem treba da pronađemo optimalne parametre za stvaranje strukture koja je dovoljno adaptibilna da prekrije određenu dvostruko zakrivljenu površ, a da je precizno izrađena i estetski prihvatljiva.
HIPOTEZA
Moguće je pokrivanje jednostruko i dvostruko zakrivljenih površi sa “3d fabric” strukturom sačinjenom od trougaonih jediničnih elemenata sa ekstremnim vrerdnostima ugla između površi strukture i spona koje povezuju jedinične elemente.
