Sinh viên Học viện công nghệ Massachusetts đã ứng dụng công nghệ ép-đùn trong in 3D để tạo ra chất liệu mới
Ảnh của Học viện Công nghệ Massachusetts.
Một sinh viên tốt nghiệp từ MIT Media Lab đã phát triển một loại vải dệt giống như vải tuyn – gọi là DefeXtiles – bằng cách kiểm soát một lỗi in 3D phổ biến, đó là công nghệ in đùn ép sợi polyme. Jack Forman đã sử dụng một máy in 3D tiêu chuẩn, rẻ tiền để sản xuất các chi tiết hình học 3D phức tạp có cấu trúc giống như dệt dựa trên mô hình “căng hình cầu” (glob-stretch) được tạo ra bằng phương pháp in ép đùn.
Forman – người làm việc trong nhóm nghiên cứu Tangible Media với Giáo sư Hiroshi Ishii đã in những tấm vải mỏng và mềm này thành sản phẩm chụp đèn, những chiếc váy đủ kích cỡ, một cuộn vải dài đủ để trải dài theo một sân bóng chày, các loại vật liệu như vải ren có hoa văn phức tạp và một số các mặt hàng khác. Forman đã trình diễn nghiên cứu sản phẩm DefeXtiles vào ngày 20/10 tại Hội nghị Computing Machinery Symposium on User Interface Software and Technology.
Forman cho biết vật liệu này có thể ứng dụng ngay cho việc tạo mẫu và thiết kế trong thiết kế thời trang, ngoài ra trong tương lai cũng có thể ứng dụng vào các lĩnh vực khác như tạo lưới phẫu thuật bằng in 3D với các đặc tính cơ học có thể điều chỉnh được, hoặc ứng dụng trong số các sản phẩm khác.
“Nói chung, điều khiến tôi phấn khích nhất về công việc này là nó có thể được ứng dụng ngay lập tức đối với nhiều nhà sản xuất,” Forman nói. “Không giống như công việc trước đây, thực tế là không cần phần mềm hoặc phần cứng tùy chỉnh – chỉ cần một máy in tương đối rẻ khoảng 250 USD, loại máy in phổ biến nhất được sử dụng – thực sự khiến kỹ thuật này có thể tiếp cận được với hàng triệu người”
Ishii nói: “Chúng tôi hình dung rằng các vật liệu của tương lai sẽ năng động và có tính chính xác cao. Chúng tôi gọi nó là “Nguyên tử xuyên tâm” (Radical Atoms). DefeXtiles là một ví dụ tuyệt vời về “Nguyên tử xuyên tâm”, nó có thể được lập trình để mô phỏng các đặc tính của vật liệu hiện có và vượt xa hơn thế nữa. Chúng tôi có thể chạm vào, cảm nhận, mặc và in ra chúng ”
Tham gia cùng Forman và Ishii trong dự án này là Phòng thí nghiệm Khoa học Máy tính và Trí tuệ Nhân tạo, nghiên cứu sinh Mustafa Doga Dogan thuộc Khoa Kỹ thuật Điện và Khoa học Máy tính, và Hamilton Forsythe, một nhà nghiên cứu đại học của Khoa Kiến trúc của MIT.
Forman đã thử nghiệm in 3D trong suốt quá trình tham gia lớp học Khoa học và Nghệ thuật truyền thông – How to Make (Almost) Anything – do Giáo sư Neil Gershenfeld – Giám đốc Trung tâm Bits và nguyên tử của MIT dẫn đầu. Các thí nghiệm của Forman được lấy cảm hứng từ những công việc của một người bạn từ những ngày còn học tại Đại học Carnegie Mellon, người đã sử dụng công nghệ sợi ép đùn để tạo ra mẫu bình hoa. Với những nỗ lực đầu tiên trong việc ứng dụng công nghệ in 3D bằng phương pháp ép đùn, anh ấy nói: “Tôi đã rất khó chịu vì các khiếm khuyết trong quá trình in đã xảy ra lặp lại thường xuyên và theo chu kỳ,nhưng sau đó khi tôi bắt đầu làm việc với nó, uốn cong nó và thậm chí kéo dài nó, tôi đã phải thốt lên : “Wow, chờ đã, đây là một loại vải dệt!”. Nó trông đúng như thế, tôi cảm thấy thích nó, có thể uốn cong nó, và nó được in rất nhanh”.
“Tôi đã mang một mẫu nhỏ đến lớp để trưng bày và kể lại quá trình thực hiện của mình, mặc dù thực sự không nghĩ nhiều về nó, Giáo sư Gershenfeld đã nhìn thấy nó và ông ấy cũng rất hào hứng với nó”, Forman nói thêm.
Khi máy in 3D tác động lên vật liệu, nó tạo ra các khoảng trống nhất định, mang tính chu kì trên vật liệu khi hoàn thành. Bằng cách sử dụng một máy in 3D ép đùn rẻ tiền, Forman đã phát triển một quy trình ép đùn được gọi là “ căng hình cầu”, trong đó các mảnh polyme nhiệt dẻo được kết nối thành các sợi mảnh. Quá trình này tạo ra một loại vải dệt mềm dẻo, co giãn với độ cong và sợi ngang rõ ràng giống như vải dệt thoi. Forman nói rằng nó có cảm giác giống như một loại vải áo lưới.
Forman nói: “Những loại vải này không chỉ mỏng hơn và in nhanh hơn so với các cách tiếp cận khác, mà độ phức tạp của các mẫu được trình diễn cũng được cải thiện. Với cách tiếp cận này, chúng tôi có thể in các dạng vỏ 3 chiều bằng máy in 3D thông thường và không cần phần mềm máy cắt đặc biệt. Điều này thật thú vị vì có rất nhiều cơ hội với vải in 3D, nhưng thực sự rất khó để phổ biến nó một cách dễ dàng vì rất nhiều trong số đó sử dụng máy móc đắt tiền và phần mềm đặc biệt hoặc các lệnh đặc biệt thường dành riêng cho máy in.
Loại vải mới có thể được may, khử nếp gấp và kết dính nhiệt giống như một miếng nhám kim loại. Forman và các đồng nghiệp của ông đã in vải bằng nhiều vật liệu in 3D phổ biến, bao gồm cả sợi dây tóc dẫn điện mà họ sử dụng để sản xuất một chiếc đèn có thể phát sáng và làm mờ bằng cách chạm vào các nếp gấp trên chao đèn. Các nhà nghiên cứu đề xuất rằng các vật liệu cơ bản hoặc vật liệu phụ trợ khác có thể tạo ra hàng dệt có tính chất từ tính hoặc quang học, hoặc hàng dệt dễ phân hủy sinh học hơn bằng cách sử dụng tảo, bã cà phê hoặc gỗ.
Theo Scott Hudson – Giáo sư tại Viện Tương tác Người-Máy tính của Đại học Carnegie Mellon, công trình của Forman thể hiện một sự bổ sung rất thú vị cho bộ kỹ thuật in 3D ngày càng phát triển.
“Công việc này đặc biệt quan trọng vì nó hoạt động trong cùng quy trình in với các kỹ thuật thông thường khác,” Hudson, người không tham gia nghiên cứu, lưu ý rằng: “Điều này sẽ cho phép chúng tôi tích hợp tốt hơn các thành phần dệt in 3D tùy chỉnh – các thành phần có thể linh hoạt và mềm dẻo – vào các sản phẩm có các vật liệu cứng thông thường”.
Theo bản tin Fibre2Fashion (SV)
Người dịch: Nguyễn Thị Hồng Liên
https://www.technicaltextile.net/news/mit-student-uses-under-extrusion-to-make-new-textile-270717.html