Американські інженери навчилися друкувати на 3D-принтері сітчасті структури, які за своєю будівлею і властивостями схожі на тканину. Вони виходять при нерівномірному виході матеріалу з екструдера принтера. Метод дозволяє створювати «тканину», структуровану на різних масштабах, призначену для різних застосувань, розповідають автори статті, представленої на конференції UIST 2020.
Тканина - це зручний для багатьох застосувань матеріал, який, з одного боку, має чималу відносну міцність, а з іншого, його можна розтягувати, згинати або м'яти без пошкодження. Інженери не тільки покращують властивості тканин і методи плетіння, а й намагаються створювати матеріали з близькими властивостями, але іншим складом і структурою. Деякі з них пропонують створювати масив з випадково орієнтованих волокон, інші створюють гібриди з тканиною основою і надрукованими на ній вставками, треті безпосередньо повторюють плетену структуру тканини, використовуючи тільки 3D-друк.
Інженери з Массачусетського технологічного інституту під керівництвом Хіросі Ісії (Hiroshi Ishii) розробили більш простий метод. Він заснований на класичному і найпопулярнішому вигляді 3D-друку - FDM або моделюванні післяйним наплавленням. При цьому методі друкуюча головка принтера розплавляє пластикову нитку і видавлює розплав через сопло, наносячи його на підкладку або попередній шар. Одна з особливостей метод полягає в тому, що якість нанесення і утримання матеріалу залежить від його в'язкості та обсягу екструзії. При деяких комбінаціях параметрів нанесення стає нерівномірним. У тому числі при низькому обсязі екструзії може утворюватися низка бугорків, з'єднаних ниткою, яка не стосується попереднього (нижнього) шару.
Автори вирішили використовувати такий режим нанесення для створення сітчастої структури, що частково нагадує тканину. Як матеріал інженери використовували різні речовини, в основному PLA-пластик. Вони умовно порівнюють лінію, що проходить через бугорки, основою, а лінію, що формується тонкими нитками, качком за аналогією з такими ж структурними елементами в ткацькому переплетенні. Залежно від того, з якою черговістю наносяться шари, структура виходить різною. Якщо напрямок кожного наступного шару подібний до попереднього, основа в кожному наступному шарі зміщується в бік. А якщо напрямок шарів чергується, то структура виходить рівною.
Відмінність нового типу матеріалу від тканини полягає в тому, що його можна створювати не тільки плоским, але й об'ємним. Наприклад, можна надрукувати орігамі-структуру, що нагадує гармошку. Інженери надрукували безліч різних прототипів, у тому числі складний абажур для лампи, кишеню для телефону або гаманця, прикріплений до футболки за допомогою праски, гіпюрові візерунки та інші.
Нещодавно інженери з Нідерландів і Канади навчилися поєднувати вишивку і 3D-друк для створення функціонального одягу. Метод дозволяє вшивати в тканину електричні схеми з провідного волокна, а над ними друкувати з пластику кнопки, які можна використовувати, наприклад, для управління плеєром.