桌面3D印表機研究人員將硬質塑料轉化為織物

由於匹茲堡的卡內基梅隆大學（CMU）改進了FFF 3D印表機，紡織品製造在定製服裝和基於紋理的設備中得到了新的應用。

人機交互研究所（HCII）的Michael Rivera和Scott Hudson教授（CMU）率先開發了用於熔體靜電紡絲能力的開源Prusa i3。這產生了混紡紡織品和3D列印的可穿戴物品。

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剛性塑料到織物

HCII團隊調整了Prusa i3的設計，使其具有更大的、可擴展的構建體積，然後添加了支持熔體靜電紡絲的修改。當被問及這個項目背後的靈感時，Rivera回答說：「我們之前曾探討過如何在3D列印過程中嵌入紡織品可以創造一些有用的和定製的可穿戴物品，如錶帶或皇冠。」

「目前的印表機是將紡織品製造直接融入傳統FDM 3D列印流程的一步。通過這兩者的結合，用戶可以創建有趣的數字設計，支持這兩種材料，並在一個過程中製作設計。」

「這種設計還可以利用電紡紡織品進行感測，以檢測液體和水分的存在或壓力的變化。另外，我們可以想像，當一個人出汗過多時，我們可以創造出一件打開的定製服裝，或者一個軟鞋墊或坐墊，可以檢測出一個人有多活躍(或不活躍)。」

帶電紡塑料的互動式滑鼠墊

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靜電紡絲和3D列印

靜電紡絲廣泛用於生物醫學工程和材料科學界，以創建組織腳手架和衛生產品，如繃帶。Rivera補充道：「我們相信還有其他有趣的創意應用，例如互動服裝和觸覺體驗。這個過程也可能用於創造定製的衛生用品，如尿布。」

「有很多消費級3D印表機，還有一些昂貴的熔體靜電紡絲裝置，對生物醫學應用來說更加可控。我們的工作將一種組合技術引入其他領域（如人機交互），拓寬了應用領域。」

「基於這一目標，我們的印表機是第一個在一個過程中將硬質塑料3D列印和熔融電氣結合在一起的3D印表機。」

互動式3D列印燈在啟動前變平

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給纖維充電

通過此過程，30 mm x 30 mm樣品大約需要2分鐘才能完成。然而，上面所示的平面燈形狀需要30分鐘來列印，包括製造硬質塑料。PCL也已成功用於此過程。

現在，研究人員正在研究其他熱塑性塑料，包括尼龍，聚丙烯（PP）和TPU。他們還在開發更先進材料的靜電紡絲功能。

「熔融靜電紡絲到硬質3D列印結構上存在一些挑戰，這些結構是不導電的。因為熔體靜電紡絲工藝依賴於列印平台和噴嘴之間積聚的靜電電荷，因為在這兩者之間列印的塑料越多，細纖維被拉下的能力就越弱。

「我們正在嘗試將其他導電材料（油墨）應用到硬質3D列印結構上，以便能夠旋轉到它們上面。」

擠出纖維

來源：3D列印商情

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