پرینتر سه بعدی در صنعت مد و پوشاک

  دسته: مطالب تخصصی و پژوهشی  

حدود ربع قرن است که محققان به فناوری تولید افزایشی یا معادل عمومی تر آن فناوری پرینترهای سه بعدی دست یافته اند. استفاده از پرینتر سه بعدی در تعدادی از صنایع، از جمله صنعت مد، در حال گسترش است. این روش در صنعت مد برای ایجاد نمونه های اولیه، محصول نهایی و همچنین، برای تهیه محصولات سفارشی مورد استفاده قرار می گیرد و تعدادی از مزایای آن در مقایسه با فرایندهای تولید سنتی شامل فرایند طراحی سریع، زمان تولید کمتر و هزینه های پایین تر مربوط به گرفتن فهرست موجودی، انبارداری، بسته بندی و حمل و نقل است.

نمونه ای از ویدیو مرتبط با استفاده از پرینتر سه بعدی در صنعت مد:

موضوع نوظهور استفاده از فناوری پرینترهای سه بعدی در صنعت مد

به نظر می رسد، قابلیت های فناوری پرینتر سه بعدی می تواند به طراحان جهت تولید طرح های متنوع و سفارشی سازی محصول با مواد و ساختارهای مختلف، کمک کند.

امکاناتی که نرم افزارهای سه بعدی در اختیار طراحان قرار می دهند، به خلاقیت بیشتر آن ها می انجامد. هدف از این پژوهش که در زمره پژوهش های توسعه ای قرار دارد و با بهره گیری از مطالعات اسنادی و با روش تجزیه و تحلیل کیفی فراهم آمده، مطالعه ویژگی های فناوری چاپ سه بعدی و کاربردهای آن در صنعت مد است که به طراحان یاری می رساند؛ تا طرح های متنوع و سفارشی را با مواد و ساختارهای مختلف تولید نمایند.

نظر به این که استفاده از چاپگر سه بعدی در صنعت مد یک موضوع نوظهور برای بحث است، نتایج حاصل از پژوهش حاضر معرفی تعدادی از روش های چاپ سه  بعدی خواهد بود که در این صنعت کاربرد بیشتری دارند؛ همچنین، پیش بینی می شود تلاش های متنوع تری برای استفاده از فناوری پرینترهای سه بعدی، به خصوص، در جهت ارتقای خواص پایداری زیستی مواد و ویژگی های آن در صنعت مد دنبال شود.

استفاده از پرینتر سه بعدی در صنعت مد و پوشاک

فرایند تولید افزایشی یا چاپ سه بعدی

فناوری تولید افزایشی یا چاپ سه بعدی را می توان با انقلاب صنعتی مقایسه کرد که برای همیشه آینده تولید را تغییر داد. این فناوری، فرایندی است که در آن قطعات را با گذاشتن مواد به صورت لایه های متوالی بر روی هم میسازند؛ تا زمانی که محصول تکمیل شود. برای تبدیل یک طراحی دو بعدی به یک محصول سه بعدی، نرم افزارهای طراحی سه بعدی کد برای ایجاد طرح اولیه استفاده می شود.

این روش در صنعت مد برای ایجاد نمونه های اولیه، لباس های اوت کوتور و همچنین، برای تهیه محصولات سفارشی مورد استفاده قرار می گیرد که یک تجربه تعاملی را میان طراحان و مخاطبان فراهم می نماید.

تاثیر تکنولوژی چاپ سه بعدی بر زنجیره تامین محصولات

به علاوه، چاپ سه بعدی می تواند تاثیر زیادی بر زنجیره تامین محصولات به شیوه سنتی داشته باشد؛ مواردی همچون:

• فرایند طراحی سریع
• زمان تولید کمتر
• کاهش تعداد اقدامات لازم برای تولید محصول
• امکان توزیع بیشتر و تولید غیر متمرکز
• کاهش نیاز به انبارداری
• بسته بندی
• حمل ونقل

مزایای چاپ سه بعدی برای کسب و کارهای صنعت مد و پوشاک

استفاده از فایل های کد، به شرکتها اجازه میدهد تا به سرعت نمونه های اولیه را تولید کنند و محصولات هدفدار را مطابق با نیازهای مشتری، ایجاد نمایند. چاپ سه بعدی با کاهش میزان موجودی استفاده نشده و در نتیجه کاهش هدر رفت سرمایه به کسب و کارها کمک می کند. همچنین، این فناوری به اهداف مد پایدار یاری رسانده است، نظیر به حداقل رساندن پسماند در چاپ، بازیافت مواد، استفاده از مواد سازگار با محیط زیست که در آینده این صنعت بسیار مورد توجه قرار خواهند گرفت.

معایب استفاده از روش تولید افزایشی در صنعت مد

اما با وجود تمامی مزایا، این محصولات معایبی نیز دارند؛ به طور مثال، طراحی با استفاده از نرم افزار سه بعدی کد، چاپگرها و مواد مختلف فرایندی پیچیده است که به همکاري دانش و مهارت های بین رشته ای نیاز دارد؛ علاوه بر این، ممکن است درک الگوریتم های ریاضی لازم برای تولید ساختارهای دقیق سه بعدی برای طراحان مشکل باشد. همچنین، قیمت بالا در محصول نهایی، انعطاف پذیری پایین محصول در برخی از روشهای چاپ سه بعدی، عدم ظرافت فیلامنت ها در مقایسه با نخ های نساجی را می توان از جمله معایب این فناوری برشمرد.

کاربرد فناوری پرینترهای سه بعدی در صنعت مد

نظر به این که، استفاده از چاپ سه بعدی در صنعت مد یک موضوع نوظهور برای بحث است ، پرسشی که این پژوهش در راستای پاسخ گویی بدان پیش می رود، مبنی بر این است که: چگونه فناوری چاپ سه بعدی در صنعت مد به کار گرفته می شود.

به نظر می رسد، قابلیت های فناوری چاپ سه بعدی می تواند به طراحان جهت تولید طرح ها و سفارشی سازی محصول با مواد و ساختارهای مختلف، کمک کند و امکاناتی که نرم افزارهای سه بعدی در اختیار طراحان قرار می دهد به خلاقیت بیشتر آن ها می انجامد.

همچنین، باید خاطرنشان ساخت که ویژگی های زیست محیطی این فناوری بر اهمیت ارتقای دانش در مورد آن افزوده است. به همین علت معرفی و تشريح فناوری چاپ سه بعدی و دانستن معایب و مزایای این فناوری امری مهم و ضروری است. آنچه به دنبال می آید، ابتدا، به معرفی چاپ سه  بعدی در صنعت مد می پردازد؛

در ادامه، فرایندهای چاپ سه بعدی و مواد به کار رفته در آن مورد مطالعه قرار گرفته و نمونه هایی از فناوری های چاپ سه بعدی در صنعت مد معرفی می شود و در پایان، نگاهی به ویژگی های چاپ سه بعدی در راستای ممد پایدار خواهد شد.

پیشینه پژوهش

پیشینه این پژوهش در دو بخش فارسی زبان و انگلیسی زبان مورد مطالعه قرار گرفته است. در پژوهش زیست-پایداری در صنعت مد با استفاده از تکنولوژی چاپ سه بعدی، به معرفی ویژگیهای چاپ سه بعدی در راستای زیست پایداری این صنعت پرداخته شده است و نتایج یافته ها نشان میدهد که چاپ سه بعدی در بسیاری از موارد می تواند در فرایندهای مختلف صنعت مد نتایج زیست پایداری به دنبال داشته باشد.

در مقاله مقایسه فیلامنت PLA و ABS، کدام یک برای چاپ سه بعدی مناسب تر است؟، به بررسی ویژگی های فیلامنتهای PLA و ABS به لحاظ خواص زیستی، دقت قطعه، استحکام، پرداخت سطح و سایر ویژگی ها پرداخته شده است؛ که نشان می دهد، فیلامنت PLA در بسیاری از جهات نظير خواص زیستی تجدیدپذیر، دمای چاپ پایین تر، ظرافت و براقیت بالاتر و نظایر آن از فیلامنت ABS مناسب تر است.

مقاله «نقش فناوری تولید افزودنی در دستیابی به مد پایدار»، اهداف توسعه پایدار تولید افزایشی را در سه بعد «اقتصادی» با کاهش تولید، «زیست محیطی» با کاهش انرژی و ماده مصرفی و «اجتماعی» با تغییر نگرش به مد، مورد بررسی قرار داده و نشان می دهد، تولید افزایشی قادر است با تغییر ساختار  تولید انبوه به تولید محدود و کاهش حجم تولید و مواد زاید، ورود کاربر به حوزه طراحی با هدف افزایش عمر روانی و اجتماعی محصول، بر تغییر نگرش اجتماعی و فرهنگی مصرف کننده موثر واقع شود.

تولید اولیه لباس واقعی با پرینتر سه بعدی FDM

در مقاله «مطالعه توسعه و بهبود محصولات مد با استفاده از چاپگر سه بعدی FDM»، با استفاده از پرینتر سه بعدی FDM یک لباس واقعی تولید شده و محدودیتهای مواد، برنامه های مدل سازی و فرآیندهای چاپ، تولید و پوشیدن مورد بررسی قرار گرفته و چندین پیشنهاد برای غلبه بر هر یک از محدودیت ها ارائه شده است. کتاب «بررسی مخاطرات چاپگرها و محصولات چاپ سه بعدی»، به تجزیه و تحلیل روشهای مختلف مدل سازی ورقه های ذوب شده (FDM)، استریولیتوگرافی (SL/SLA) و ذوب انتخابی توسط پرتو لیزر (SLS)، پرداخته و خواص شیمیایی بیست و چهار نوع ماده را که می توانند در این روشها به کار روند مورد آزمایش قرار داده است.

در کتابچه راهنمای چاپ سه بعدی؛ فناوری، طراحی، برنامه های چاپ سه بعدی»، تشریح عمومی ترین شیوه های چاپ سه بعدی و مرور کلی بر روند چاپ سه بعدی و تاثیر آن بر آینده، مورد پژوهش قرار گرفته است. در مقاله کاربرد فناوری چاپ سه بعدی در صنعت مد» تالیف آليسون واندر پلوگ (۲۰۱۷)، به معرفی روش های چاپ سه بعدی که در مد کاربرد دارند، مانند استریولیتوگرافی، ذوب انتخابی توسط پرتو لیزر، مدل سازی ورقه های ذوب شده، پلی جت و بایندر جتینگ پرداخته شده است.

تولید لوازم جانبی مد (جواهرات پایدار با پسامد صفر)

این مقاله طراحان را در فرایند چاپ سه بعدی به لحاظ کاربردها، مزایا و چالش های پیش رو راهنمایی می نماید. آنوپاما پاسريكا (۲۰۱۸)، در مقاله «کاوش در چاپ سه بعدی برای ایجاد مفاهیم مد و جواهرات پایدار با پسماند صفر» اولین آزمایشات موفقیت آمیز در زمینه چاپ سه بعدی برای ایجاد لوازم جانبی در مد را با پسماند صفر به اجرا در آورده اند.

ملنیکوا (۲۰۱۴)، در مقاله «چاپ سه بعدی ساختارهای پارچه با روش FDM با مواد پلیمری مختلف» به مطالعه مواد پلیمری مختلف و چاپ آن ها با چاپگر سه بعدی FDM پرداخته اند و بسته به مواد، چالش های مختلف را که ممکن است طراحان در آینده با آن مواجه شوند، مورد بررسی قرار داده اند.

تولید لوازم جانبی و جواهرات مد و پوشاک توسط پرینتر سه بعدی

روش انجام پژوهش

این مقاله به لحاظ هدف در زمره پژوهشهای توسعه ای قرار دارد؛ زیرا در آن جنبه معرفی و توسعه فناوری چاپ سه بعدی در صنعت مد مدنظر قرار گرفته است. اما به لحاظ محتوا، تحقیق تحلیلی محسوب می شود. چرا که پس از شناخت زوایای مختلف موضوع و جمع آوری اطلاعات به دست آمده در حوزه های مختلف تولید افزایشی (چاپ سه بعدی) و صنعت مد به تحلیل و تشریح داده ها پرداخته شده است.

در این پژوهش از روش تجزیه و تحلیل کیفی در جهت تجزیه و تحلیل داده ها استفاده شده است و روش گردآوری اطلاعات به صورت اسنادی (کتابخانه ای و ابزار گردآوری اطلاعات، برگه شناسه (فيش) است. روش نمونه گیری و حجم تقریبی داده ها بر اساس نمونه های در دسترس و به صورت احتمالی ساده است؛ چرا که از میان روشهای متعدد به کار گیری چاپ سه بعدی پنج روش که در صنعت مد کاربرد بیشتری داردمورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است و بر اساس نتایج به دست آمده از داده ها خواص پایداری چاپ سه  بعدی در مد بررسی شده است.

چاپ سه بعدی در صنعت مد

می توان اذعان داشت که فناوری تولید افزایشی یا چاپ سه بعدی، یک دانش نوظهور در ساخت محصولات است. چاپ سه بعدی در دهه ۱۹۸۰م. با فرایند استریولیتوگرافی توسط چارلز دبليو هال معرفی شده است که در سال ۱۹۸۶م. یکی از بنیانگذاران سیستم های سه بعدی شد. تا آغاز قرن بیست و یک، شرکتهای تولید چاپگرهای سه  بعدی طیف گسترده ای از مواد چاپی از جمله فلزات را ارائه دادند. توسعه قابلیتهای چاپگرهای سه بعدی در طول دهه اول قرن بیست و یک، با چاپگر زد۵۴۵۰ از شرکت زد ادامه یافت که اولین چاپگر سه  بعدی مناسب برای استفاده دسکتاپ بود. همچنین، چاپ سه بعدی در صنعت مد توسط فروشندگان محصولات تک مد، مدل های اولیه برای کار طراحان، محصولات سفارشی، قطعات هنری، طراحی های پیچیده لباس و زیورآلات سه بعدی مورد استفاده قرار می گیرد.

>> بیشتر بدانید: مراقب کلاهبرداران پرینتر سه بعدی باشید!

استفاده شرکتهای بزرگ از پرینتر سه بعدی در ساخت محصولات

علاوه بر این، شرکتهای اینترنتی چاپ سه بعدی مد، محصولاتی همچون جواهرات، کفش و لباس های شنا را ارائه می کنند؛ چنان که برندهایی همچون نایکی از روش SLS برای ایجاد نمونه های اولیه و ساخت صفحات سبک در زیر کفش استفاده کرده است (2014 , Molitch-Hou) ( تصویر ۱). نایکی با استفاده از چاپ سه بعدی توانست زمان تولید نمونه اولیه و تولید نهایی را از دو تا سه سال به شش ماه کاهش دهد. همچنین، این برند در سال ۲۰۱۶ میلادی، اولین کیفهای ورزشی چاپ سه بعدی را در جام جهانی فوتبال برای به بازیکن مشهور نیمار جونيور، وین رونی و کریستین رونالدو توليد کرد (2017 ,Taylor).

تصوير 1 – نایکی، کفش های با میخ پاشنه های چاپ سه بعدی

طراحان مد موسسه اوت کوتور نیز توانسته اند از چاپ سه بعدی به منظور طراحی مد خلاقانه استفاده کنند. کاترین ولز، طراح مد اهل لندن، مجموعه پروژه DNA خود را با استفاده از چاپ سه بعدی ش کم بندها، ماسکها و کلاههای ایمنی، در دوسالانه آرنم هلند به نمایش گذاشت. ساختارهای چاپ شده از جنس نایلون و با استفاده از فرایند SLS چاپ شده است. هم چنین، ولز طرح های خود را به وسیله یک اسکنر سه بعدی، بر اساس اندازه گیری های مختلف بدن هر شخص به چاپ رسانده است.

فرایندهای چاپ سه بعدی

فرایندهای چاپ سه بعدی با طراحی محصول در نرم افزارهای کد و به طور معمول، یک برنامه مدل سازی سه بعدی مانند راینو آغاز می شود. از طریق تنظيم الگوریتم های محاسباتی، می توان طرح ها را اصلاح کرد، تا بهتر شوند و یا پارامترهای خاص دسایز هر یک از مصرف کنندگان را در بر داشته باشند. برنامه هایی مانند راینو ابزارهای طراحی پارامتریک را به ویژه برای طراحانی که تجربه کدنویسی ندارند، فراهم می نماید.

ابزارهای طراحی پارامتریک دارای کارایی بالاتر و سهولت در کار هستند، به طوری که تغییرات متعدد در یک طراحی را می توان با یک کد واحد ایجاد کرد. زمانی که مدل سازی کامل شد، نرم افزار محصول را به لایه های افقی تقسیم می کند. سپس، داده ها از فایل به چاپگر ارسال میشوند و محصول سه بعدی را تولید می کنند. هم چنین، پس از چاپ ممکن است محصول به رنگ پوشی و پولیش نیاز داشته باشد.

در جدول یک، نمای کلی طراحی و فرایندهای تولید در چاپ سه بعدی نشان داده شده است. بسیاری از چاپگرهای سه بعدی دارای حجم ساخت محدودی هستند که چاپ کل محصول را در یک فرایند واحد دشوار می سازند. به همین دلیل، غالبا، بخش های مختلف محصول به صورت مجزا چاپ میشوند و سپس، با استفاده از چسب ها و یا در هم بافتن و درگیر کردن اجزای نر و مادگی مونتاژ می شوند.

جدول ۱. نمای کلی طراحی و فرایندهای تولید روش های چاپ سه بعدی

مواد به کار رفته در چاپ سه بعدی

مواد چاپ سه بعدی مورد استفاده شامل شیشه، سرامیک، فلزات، موم، شن ، پلیمرها و رزین ها است. اما پیش بینی شده است که با پیشرفت علم در مواد چاپ سه بعدی، مواد ساخته شده از الیاف نساجی معرفی شوند. به عنوان مثال، شرکت نساجی تامی کِر، در حال حاضر، یک فناوری چاپ سه بعدی به نام کاسی فلکس تولید کرده است که هدف آن چاپ پارچه هایی با استفاده از پلیمرهای مایع، از جمله لاتکس طبیعی، سیلیکون، پلی اورتان، تفلون و هم چنین، الياف نساجی، شامل پنبه، ریون و پلی آمید است.

معرفی فناوری های چاپ سه بعدی در صنعت طراحی مد

پنج روش چاپ سه بعدی که غالبا، برای محصولات مد استفاده می شود، عبارتند از: استریولیتوگرافی، SLS، FDM پلی جت و بایندر جتینگ. هریک از این روش ها مزایا و چالش هایی دارد که طراحان باید آن ها را در نظر بگیرند.

استریولیتوگرافی ( SL SLA)

برای شروع این فرایند، پلتفرم ساخته به اندازه یک لایه در رزین فتو پلیمر غوطه ور شده، بر اساس مدل سه بعدی لیزر ماورابنفش بر روی س طح پلتفرم تابیده می شود و یک لایه از سطح مقطع را جامد می کند. سپس، پلتفرم به اندازه ضخامت یک لایه جامد شده پایین می آید و یک تیغه، مواد تازه را از مخزن رزین بر روی لایه قبلی می ریزد.

این فرایند به طور متوالی برای هر لایه اجرا می شود تا فرایند تکمیل گردد. استریولیتوگرافی، فرایند چاپ نسبتا سریع و آسانی دارد. همچنین، کوچکتر و ارزان تر از سایر چاپگرها و کاربر پسند است. با این حال، یکی از معایب استریولیتوگرافی این است که به ساختارهای پشتیبان نیاز دارد که ممکن است کمی کیفیت محصول را کاهش دهد؛ زیرا لازم است پس از جدا کردن ساختارهای پشتیبان، سطح محصول را سنباده بزنند. معایب دیگر، عبارتند از هزینه مواد چاپ وعدم تنوع رنگ.

>> بیشتر بدانید: چاپ سه بعدی چاپ نیست!

در صنعت مد، چاپگر استریولیتوگرافی «ماموت متریالایز»، برای تولید لباس های بلند و پیچیده استفاده شده است. آیریس ون هرپن، طراح هلندی، از چاپگر استریولیتوگرافی ماموت برای مجموعه «طبیعت بکر»” خود استفاده کرده است تصویر 3)؛ که لباس هایی نیمه شفاف با ترکیبی از عناصر و المان های دست ساز و ساختارهای استخوان مانند را شامل می شود. از نمونه های دیگر لباس های تهیه شده باماموت، لباس استریولیتوگرافی «شقایق» لیدی گاگا است. در داخل این لباس ربات های کوچکی برای تولید حباب تعبیه شده است. این طرح توسط بنجامین میلس با همکاری متریالایز طراحی شده است.

تصویر 3- مجموعه طبیعت بکر، آیریس ون هرین، هفته مد اوت کوتور پاریس، جولای ۲۰۱۳م.

تصویر۴ -لباس شقايق لیدی گاگا، بنجامین میلس، چاپ با پرینتر سه بعدی

روش ذوب انتخابی توسط پرتو لیزر( SLS) توسط پرینترهای سه بعدی

در سالهای اخیر محققین موفق به چاپ سه بعدی با ماده جدید پلاستیکی انعطاف پذیری به نام ترموپلاستیک پلی اورتان (TPU)  شده اند که دارای فناوری گرمانرم است و به ویژه در روش SLS از آن استفاده می شود.

برای شروع فرایند چاپ، پودر پلیمرهایی نظیر شیشه، پلاستیک، فلزات، سرامیک یا نایلون بر روی پلتفرم ساخت در یک لایه نازک ریخته می شود. لیزری تحت کنترل رایانه لایه را ردیابی می کند و پودر را درست زیر نقطه جوش قرار می دهد؛ تا در اثر حرارت ذرات به یک جسم جامد تبدیل شوند. این عمل با عنوان «پخت» شناخته می شود. پس از ایجاد اولین لایه، پلتفرم ساخت پایین می آید و لایه بعدی پودر در معرض حرارت قرار می گیرد. یکی از مزایای SLS این است که به طراحان اجازه می دهد، تا محصولات نظریف، در عین حال بسیار کاربردی و با دوام را پا انواع گسترده ای از مواد ایجاد کنند.

همچنین، SLS از ساختارهای پشتیبان استفاده نمی کند و پس از چاپ نیاز کمتری به سنباده زدن دارد. با این حال، یکی از معایب SLS در مقایسه با SL این است که محصولی در سطح و کیفیت بالا تولید نمی کند.

نمونه ای از پرشس ام ۱۸۰ در صنعت مد، توسط ریچارد هاپترف،۲۵ تولید کننده ساعت های هاپترف استفاده شده است. او په وسیله این چاپگر، خاک طلای ذوب شده را با لیزر برای ساخت ساعت به کار می برد که ظرافت پرخی از ساعت ها به اندازه یک باتری کوچک است، به جز هاپتروف، آیریس ون هر پن در مجموعه لباس اوت کوتور ولتاژ، برای ساخت یک لباس ترکیبی از SLS استفاده کرده است (تصویر۵). این لباس از TPU ساخته شده و یک بافت توری شکل دارد. به منظور ایجاد بافت در این لباس، لیزرهای بسیار دقیقی به تقلید از نخهای بافندگی به کار رفته است. TPU در اصل یک پودر ســفید است، درنتیجه، آن را با مواد دیگری ذوب وترکیب کرده اند تا به رنگ سیاه برسند. مواد و روش ساخت، لباس را سرشار از حرکت با ظاهری طبیعی نشان می داد.

تصویر-5 مجموعه ولتاژ، آیریس ون هرپن، هفته مد اوت کوتور پاریس، 2013م.

روش مدل سازی ورقه های ذوب شده FDM در پرینت سه بعدی

در مقایسه با سایر چاپگرهای مورد بحث به طور معمول روش FDM مورد استفاده قرار می گیرد؛ زیرا نسبتا مقرون به صرفه است و یک چاپگر رومیزی با هزینه کم ارائه می دهد. مواد مورد استفاده معمولا شامل پلاستیک، موم و فلزات هستند و علاوه بر این، مواد سرامیکهای اکریلونیتریل بوتادین استایرن( ABS) ۴۷ و پلی لاکتیک اسید(PLA) نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

در این روش، برای ساخت از مواد به صورت فیلامنت استفاده می شود که تحت تاثیر دمای نازل، خمیری شکل شده و با حرکت برنامه ریزی شده نازل، به صورت لایه لایه بر روی پلتفرم پخش می شوند. این روند تا آخرین لایه از کار ادامه می یابد و محصول نهایی را میسازد.

محققان به قابلیتهای FDM برای چاپ انعطاف پذیر، براق و پارچه های توری شکل با پلیمرهای PLA نرم رسیده اند. همچنین، فیلامنت های ABS به دلیل محکم و  انعطاف پذیر بودن، برای ایجاد اتصالات ایده آل هستند.

با این حال، معایب FDM ایجاد خطوط قابل مشاهده بین لایه ها و لایه لایه شدگی محصول بر اثر تغییرات دما است. به علاوه، به دلیل این که دما در داخل چاپگر در طول تولید تغییر می کند، ممکن است، قدرت پیوند بین لايه ها تحت تاثیر قرار گیرد.

یک نمونه از چاپگر FDM که در صنعت مد استفاده می شود، چاپگر رومیزی تکثیر کننده «میکربوت» است. این چاپگر میتواند لایه های نازک کاغذی تولید کند که بدون سنباده زدن نرم هستند. همچنین، میکربوت یک ماده گیاهی زیست تجزیه پذیر بصورت فیلامنت انعطاف پذير ارائه نموده است. این ماده به طراحان اجازه می دهد تا محصول را به شکل بدن انسان بسازند و جایی که به حرکت نیاز دارند، اتصالات انعطاف پذیری ایجاد نمایند.

>> بیشتر بدانید: ساخت ماکت با پرینتر سه بعدی

در سال ۲۰۱۳م، فرانسیس بیتونی طراح نیویورکی، از چاپگر میکربوت در یک کارگاه آموزشی میان رشته ای به نام پوسته های جدید استفاده کرد. شرکت کنندگان در دو گروه، کار با برنامه های نرم افزاری متعدد مانند مایا، راینو و زیبراش را تجربه کردند و نتیجه این کارگاه آموزشی منجر به ساخت لباس ورلن (تصویر6) و لباس پریستل شد که با فیلامنت های PLA و فیلامنتهای انعطاف پذیر زیست تجزیه پذیر چاپ شده بود.

تصویر-6 لباس ورلن، فرانسیس بیتونی، 2013م

پرینتر سه بعدی پلی جت  Polyet

در چاپگرهای پلی لی جت شیوه کاری مشابه با چاپگرهای دو بعدی است. در این روش، هد چاپگر سه بعدی قطرات مواد حساس به نور را بر روی پلتفرم پخش می کند. این قطرات با تابش آنی نور ماورابنفش جامد شده و محصول به صورت لایه لایه ساخته می شود.

برای ایجاد فضا برای لایه بعدی، پلتفرم پایین می آید و تا زمانی که چاپ کامل شود، این کار ادامه می یابد. با این حال، پلی جت نیازمند ساختارهای پشتیبان است که باید به طور مکانیکی حذف شوند. علاوه بر این، قرار گرفتن در معرض گرما، رطوبت، با نور خورشید می تواند منجر به تغییر ابعاد در محصول شود.

یکی از پرکاربردترین چاپگرهای پلیجت «آبجت جئومتریس» است که به نوع چاپگر با نام آبجت کانکس را در ابعاد مختلف ارائه نموده است، «آبجت کانکس ۵۰۰» می تواند به طور همزمان چندین محصول را تولید نماید. چاپگرهای کانکس برای لباس ها و تزیینات جانبی دارای جزییات بسیار دقیق مناسب هستند. فناوری چاپ آبچت کانکس را می توان در آثار آیریس ون هرپن مشاهده نمود. دو مجموعه از یازده  مجموعه بسه بعدی او با استفاده از آبجت کانکس چاپ شده است، از جمله یک شنل و دامن دارای بافت بسیار ویژه از مجموعه ولتاژ تصویر ۷) که ترکیبی از مواد سخت و نرم  در آن ها به کار رفته است. ون هرپن این شنل و دامن را با همکاری طراح، معمار و پروفسور تری اکسمن طراحی کرده است.

تصویر 7 –  شنل و دامن، مجموعه ولتاژ، آیریس ون هرپن، هفته مد اوتکوتور

بایندرجتینگ Binderjetting

برای شروع فرایند بایندرجتينگ، مواد پودری در یک لایه نازک روی پلتفرم پخش می شوند. سپس، هد چاپ جوهر افشان، یک چسب شیمیایی را بر روی لایه ای از پودر می ریزد، تا لایه اول را کامل کند. پلتفرم برای ایجاد فضا برای لایه بعدی مواد پودری پایین می آید. با پیوند یافتن هر لایه جدید، پودر استفاده نشده آن از روی پلتفرم برداشته می شود.

بایندر جتینگ نیازی به ساختارهای پشتیبان ندارد و می تواند به عنوان سریع ترین روش چاپ سه بعدی معرفی شود. از مزایای دیگر بایندرجتينگ قدرت آن در چاپ چندین رنگ به صورت هم زمان است. با این حال، بایندر جتینگ معمولا محصولات ضعیفی را تولید می کند و ممکن است سطح ناهمواری بر روی محصول نهایی به وجود آورد.

یک نمونه از چاپگر بایندر جتینگ مورد استفاده در صنعت مد، چاپگر اسپکتروم زد 510 است. این دستگاه به عنوان تنها چاپگر سه بعدی است که می تواند محصولات را در اجسام چند رنگ، با رنگ های 24 بیتی و رزولوشن 6000 چاپ کند.

طراحان تیمبرلند به طور مداوم در تلاش برای بهبود تقویت قوس کف پا، الگوهای عاج، متعادل کننده های پاشنه و ارتوپدهای داخلی هستند. به همین منظور از اسپکتروم زد۵۱۰ جهت تولید نمونه های اولیه کفش های خود، استفاده می کنند. تیمبرلند با استفاده از این چاپگر توانسته به صورت چشم گیری بهره وری را افزایش داده و هزینه ها را کاهش دهد. در پایان این بخش، جمع بندی از مباحث مطرح شده در یک جدول آورده شده است (جدول ۲).

>> دانلود طرح STL پرینتر سه بعدی

جدول 2. مقایسه پنج نوع چاپگر تولید افزایشی(چاپ سه بعدی) که در صنعت مد استفاده میشوند.

معرفی ویژگی های مد پایدار در تولید افزایشی (چاپ سه بعدی)

امروزه محافظت از محیط زیست به یکی از دغدغه های اصلی فعالان حوزه مد تبدیل شده است. این صنعت در حال حاضر  با تولید 10 درصد از تمام دی اکسید کربن و استفاده از 25 درصد از کل مواد شیمیایی، دومین صنعت آلوده جهان  محسوب می شود. توسعه دهندگان فناوری در صنعت مد علاقمند به ایجاد محصولاتی با ضایعات کمتر، به حداقل رساندن فرایندهای تولید و همچنین بازیافت مواد سازگار با محیط زیست هستند.

اکثر تولیدات پوشاک در فاصله ای دور نسبت به مراکز طراحی و مکان های فروش اولیه قرار دارند. این زنجیره تولید تا فروش بعضا، منجر به پیچیده تر شدن مسیر یک طراحی تا تولید و فروش می شود. این زمان به طور میانگین نزدیک به شش ماه به طول می انجامد. همچنین، این صنعت به دلیل تولیدات بیش از حد، پرتی مواد مصرفی و مشکل در بازیافت، کسب و کاری خطرناک به شمار می آید.

بنابراین، همه چیز نیازمند تغییرات اساسی به کمک تحولات تکنولوژیکی است. این دقیقا همان کمکی است که نرم افزارها و چاپگرهای سه بعدی در مسیر رسیدن به آن گام بر می دارند؛ و این فناوری، توانایی ارائه محصولات همگام با تولید پایدار را دارد.

چاپ سه  بعدی نیاز به حمل و نقل کالا در سراسر جهان را از بین می برد؛ زیرا کالاها را میتوان در هر مکانی چاپ و تولید کرد.

استفاده از مواد قابل بازیافت و حذف زباله

چاپگرهای سه بعدی قابلیت استفاده از مواد قابل بازیافت در مرحله تولید را دارند؛ در نتیجه، می توان به سطح پسماند صفر در تولید دست یافت. علاوه بر این، زمانی که محصولات تولید شده مانند پارچه ها و تزیینات جانبی به هر دلیلی غیرقابل استفاده شوند، می توان آن ها را بازیافت نمود و دوباره مورد استفاده قرار داد. برش دادن قطعات الگو از طاقه های پارچه یک فرایند کاهشی است که مواد پسماند باقی می گذارد. اما از آنجا که در چاپ سه بعدی طراحان تنها آنچه را که نیاز دارند ایجاد می کنند، این زباله ها حذف خواهند شد.

>> بیشتر بدانید: آشنایی با اکسترودر پرینتر سه بعدی

همچنین، پوشاک چاپ سه بعدی نیاز به روش های مراقبت سنتی، مانند شستشو را که مضرات زیست محیطی قابل توجهی دارند از بین می برند. برخی از مواد چاپ سه بعدی نیز به مد پایدار کمک می کنند، مانند PLA که یک فیلامنت انعطاف پذیر بر اثر حرارت است و تخریب کمی برای محیط زیستدارد؛ چون از منابع تجدیدپذیر مانند آرد ذرت، نیشکر، ریشه نشاسته مانیوک و یا حتی نشاسته سیب زمینی به دست می آید. بنابر این، PLA را می توان یک پلاستیک امن در نظر گرفت که با توجه به قابلیت تجزیه پذیری بالا و دوستی زیست محیطی در مقایسه با تمام پلاستیکهای مبتنی بر نفت، مانند ABS ، به یک انتخاب بسیار مطلوب در جامعه چاپ سه بعدی تبدیل شده است.

همچنین، به نظر می رسد در سال های آینده می توان انتظار تولید موادی مشابه چرم را داشت که با محیط زیست نیز سازگار باشند.

مزایای اصلی چاپ سه بعدی فراتر از توسعه پایدار، مصرف کنندگان کالاهای مد شخصی هستند. چنین نوآوری به مصرف کنندگان مد اجازه می دهد که یک سطح سفارشی از پوشاک موردنظر خود را تجربه کنند. علاوه بر این، برندهای مد نیز می توانند از گردش سریع تر در چرخه تولید و فروش بهره مند شوند.

در این راستا، مجموعه زر، که توسط آنه کاسترو و نوريا کاستا  پایه گذاری شده است، با استفاده از چاپ سه بعدی در طراحی های خود با هدف دوگانه تسریع فرایندهای تولید و تاکید بر روی پایداری مواد از طریق کاهش ضایعات و استفاده از مواد بازیافتی، انقلابی در صنعت مد اسپانیا ایجاد کرده است.

رویکرد آن ها تهیه لباس های ورزشی و روزمره سازگار با محیط زیست به وسیله چاپ سه بعدی است. کل فرآیند تولید، از طراحی تا استفاده نهایی بر روی پایداری متمرکز است؛ بنابراین، آن ها مواد را از لباس های دسته دوم بازیافت می کنند؛ پلاستیکها را یکبار دیگر قابل چاپ مجدد می کنند و از آن برای تولیدات جدید استفاده می کنند.

مجموعه زر تحقیقاتی را آغاز کرده است که در آن، بافت را بدون ایجاد هر گونه باقی مانده و ضایعات زیست تخریب پذیر ایجاد کنند. آن ها مدعی هستند که با تولید پارچه مورد نیاز خود، ضایعات را به صفر رسانده اند. همچنین معتقدند، استفاده از چاپ سه بعدی نشان دهنده انقلاب در حوزه مراقبت از محیط زیست و جامعه است.

نتیجه گیری

پژوهش حاضر به منظور نگاهی بر چشم انداز آینده صنعت مد با به کارگیری فناوری تولید افزایشی (چاپ سه بعدی) و شناسایی میزان توانایی این فناوری برای تحقق اهداف و دغدغه های صنعت مد در آینده پرداخته است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که چاپ سه بعدی مزایای بسیاری را شامل می شود که عبارتند از: تولید نمونه های اولیه توسط طراحان، ایجاد محصولات سفارشی برای مصرف کنندگان، بهبود کیفیت محصولات توسط طراحان، کاهش هزینه های انبار داری بسته بندی و حمل ونقل، مدیریت زمان و کاهش آن و همچنین، خواص زیست محیطی این فناوری شامل به حداقل رساندن پسماند در چاپ، بازیافت مواد، استفاده از مواد سازگار با محیط زیست است که در آینده این صنعت بسیار مورد توجه قرار خواهند گرفت.

اما هنوز هم چالش هایی بر سر راه طراحان وجود دارد، نظیر رنگ پوشی، صیقل دادن و برداشتن ساختارهای پشتیبان و مواد نامطلوب محصول که باید در نظر گرفته شوند. .

پیش بینی می شود زمانی که مواد جدید جهت تهیه الیاف نساجی معرفی شوند، کیفیت محصولات مد چاپ سه بعدی نیز بهبود یابد که در آن زمان، مواد چاپ سه بعدی می توانند عملکردی همانند پارچه ها داشته باشند. همچنین، چاپ سه بعدی می تواند راه حل هایی مناسب برای زباله های ایجادشده توسط روند مد سریع ارائه دهد و در آینده مواد بیشتری در راستای سازگاری با محیط زیست مورد آزمایش قرار می گیرد.

خرید پرینتر سه بعدی

<<  3dRD بزرگترین و تخصصی ترین تولید کننده پرینتر های سه بعدی در ایران  >>