книги2 / 152-1

Классификация современных методов формообразования бесшовных структур костюма и технологий аддитивного производства

г

Рис. 42. Трансформируемый круглый модуль одежды: (а) модуль одежды, образованный двумя окружностями; (б) вариант фиксации одежды, где изделие фиксируется на уровне груди; (в) система координат статичных и динамичных точек фиксаций; (г) варианты трансформации одежды

100

Формообразование трехмерных объемно-пространственных структур костюма по принципу трансформации и деформации пластичной основы

Проектирование подобных костюмов с гармонизацией объемной формы, имеющей визуальную закономерность пространственных связей, имеет высокий уровень сложно- сти и затрачиваемого времени при выполнении поиска ва- риативных силуэтов ручным способом. Альтернативным способом проектирования бесшовных структур костюма по принципу трансформации и деформации пластичной ос- новы является использование различных систем автомати- ческогопроектирования(САПР), нацеленныхнатрехмерную визуализацию костюма, базирующихся на принципах раз- вертыванияилинадеванияконструкцийнавиртуальныйма-

некен(i-Designer, Marvelous Designer 7) [47]. Благодарявстро-

енной базе данных параметров материалов, которая может пополнятьсяпользователем, ивстроенномумодулюсимули- рования поведения ткани в изделии, САПР (Maya, Amapi 3DTM, LightWave) может учитывать визуальные и механиче- скиехарактеристикиматериала[20]. Демонстрационныемо- дули некоторых САПР симулируют поведение ткани на дви- жущемся манекене (ходьба, приседание, манипуляция ко- нечностями и т. д.) [62].

Итак, бесшовные структуры костюма из пластичного ма- териала могут изготавливаться на основе трансформации и деформации заранее заготовленной пластичной основы. На сегодняшний день существуют такие технологии изготовле- ния одежды, которые одновременно создают материал и формукостюмапопринципунаслоенияматериала, рассмат- риваемые в следующем разделе.

101

Классификация современных методов формообразования бесшовных структур костюма и технологий аддитивного производства

2.2. Формообразование трехмерных оболочковых структур костюма по принципу наслоения материала

Формирование оболочковых структур костюма путем наслоения материала основывается на последовательном увеличении количества элементов или массы вещества до образования трехмерного изделия.

Особенности современных способов воспроизведения оболочковых структур костюма позволяют классифициро- вать их по способу образования: коконообразный и конту-

рообразный способ формообразования.

Коконообразный способ формообразования

Коконообразный способ формообразования костюма заклю- чается в том, что трехмерная оболочка создается путем наслоения какого-либо материала на криволинейную поверх- ность формы или каркаса (рис. 43).

Рис. 43. Коконообразный способ формообразования одежды

102

Формообразование трехмерных оболочковых структур костюма по принципу наслоения материала

Для получения коконообразной оболочковой структуры исследованы существующие технологии проектирования технической и повседневной одежды: 1) технология получе- ния цельноформованных деталей одежды с использованием полимерных композиционных материалов; 2) биотехноло- гии проектирования одежды; 3) технология аэрозольного напыления связующих волокон.

1. Технология получения цельноформованных деталей одежды с использованием полимерных композиционных мате- риалов.

Коконообразный способ формообразования оболочковой структуры с использованием полимерных композиционных материалов встречается в технологии изготовления цельно- формованной обуви из резины, производство которой за- ключается в следующем [85]:

– методштамповкисостоитвтом, чтоколодкусприкреп- леннойподкладкой, изготовленнуюспомощьютрехмерного бесшовного вязания специальным кругловязальным стан- ком из текстильных материалов, помещают в состоящую из двух полуматриц пресс-форму, в которой находится резино- вая смесь в жидком состоянии. Штамповка обуви происхо- дит путем соединения колодки и внутреннего пространства полуматриц. Затем полученное изделие вулканизируют, т.е. подвергают термической обработке, с помощью которой резинаостываетизатвердевает. Обувь, изготовленнаямето- дом штамповки, имеет достаточную жесткость и массу, а такжеследотстыкаполуматрицвносочнойипяточнойча- сти. Данная технология применяется по большей части в из- готовлении обуви из резины, такой как калоши;

103

Классификация современных методов формообразования бесшовных структур костюма и технологий аддитивного производства

– методформования(рис. 44) отличаетсяотметодаштам- повки тем, что процесс формования резиновой облицовки совмещен с процессом вулканизации в пресс-форме. Поли- эстеровую подкладку сапога, изготовленную с помощью трехмерного бесшовного вязания специальным кругловя- зальным станком определенного размера, надевают на ко- лодку, котораясоздаетпространстводляногивнутрисапога. Затем колодка с подкладкой накрывается прессом, в кото- рый под давлением впрыскивается расплавленная резина. После остывания с колодок снимается обувь, готовая к экс- плуатации. Технология используется для изготовления цельнорезиновой и резинотекстильной обуви.

Современные технологии изготовления цельноформо- ванной одежды с использованием полимерных композици- онных материалов основаны на технологии, встречающейся в промышленности XX века.

Примерами изготовления цельноформованных изделий из коллагенсодержащегоматериалаявляетсяспособтрехмерного проектированияголовногоубора[54] (ПатентРФ2426486 «Спо- собизготовленияцельноформованныхизделийизколлагенсо- держащего материала») авторов Е.В. Огородниковой, Л.В. Ло- пасовойидр. испособизготовлениягерметичнойодежды(Па- тент СССР 542656 «Способ изготовления цельноформованных изделий») автораА.И. Савельева[51].

Латекс сегодня используется для изготовления метеоро- логических, радиозондовых и шаропилотных оболочек, лег- кой резиновой и спортивной обуви, медицинских изделий и т. д. Одним из важных изобретений на основе латекса явля- ются бесшовные медицинские перчатки, созданные в

104

Формообразование трехмерных оболочковых структур костюма по принципу наслоения материала

1964 году компанией Ansell. Технология изготовления пер- чаток похожа на технологию изготовления трехмерной обуви из резины и заключается в следующем: на форму наносится специальный раствор из соли, который опуска- ется в жидкий латекс; под воздействием химического про- цесса, каучуковые частицы оседают на формув виде тонкого слоя; после химического процесса вулканизации, применя- ющегося для защиты натуральной резины от разрушения и сушки, с заготовки снимается готовое трехмерное изделие

(рис. 45).

Рис. 44. Бесшовное формообразование обуви, этапы изготовления. Методформованияподдавлениемпуансонаивулканизации, 2005 г.

Рис. 45. Бесшовное формообразование перчаток. Метод формования путем опускания заготовки в жидкий латекс, 2006 г.

Рассмотренные методы формообразования актуальны в основном для производства таких элементов костюма, как обувь, перчатки, головные уборы [43; 54].

105

Классификация современных методов формообразования бесшовных структур костюма и технологий аддитивного производства

Главной особенностью технологии изготовления одежды подобными методами является то, что получаемая на вы- ходетрехмерная цельная форма изделияготовакэксплуата- ции. Несмотря на то, что такие изделия, прежде всего из-за свойств материала, относятся в большей степени к специ- альной одежде определенного назначения, а не для повсе- дневной носки, сам процесс производства, который выпус- кает трехмерный продукт, является большим эволюцион- ным скачком проектирования одежды массового производ- ства. Процесс проектирования имеет ряд преимуществ пе- ред конструктивным проектированием одежды, как, напри- мер, увеличение количества изготавливаемой продукции за короткий промежуток времени, а также низкая себестои- мость изделия при фабричном производстве [38]. Отсут- ствиешвоввтакихизделияхобеспечиваетнадежнуюзащиту человекаотхимическоговоздействияприработевпромыш- ленной сфере, а также безопасность персонала и пациентов от инфекционных веществ в медицинской сфере.

Существенным недостатком изготовления цельноформо- ванныхдеталейодеждысиспользованиемполимерныхком- позиционных материалов является необходимость изготов- ления для каждого образца изделия отдельных шаблонных форм, что, соответственно, значительно уменьшает вариа- тивность дизайна при таком производстве.

2. Биотехнологии проектирования одежды.

Взаимопроникновениебиологическихнауквмоднуюинду- стрию формирует биотехнологии трехмерного проектирова- ния одежды. Экспериментируя с естественными природными образованиями, дизайнеры и художники создают как концеп- туальные, такиболеепрактичныеизделияодежды[6].

К примеру, израильская художница Сигалит Ландау, взяв за основу принцип кристаллизации соли, погрузила платье в Мертвоеморенадвагода[138]. Платьепостепеннопокрыва- лосьсолянымикристаллами, послеегоизвлеченияслойсоли составлял несколько сантиметров (рис. 46). Получившееся

106

Формообразование трехмерных оболочковых структур костюма по принципу наслоения материала

платье приобрело рыхлую зернистую фактуру белого цвета, словно окутанное снегом. Жесткость и большой вес кон- струкции платья не позволяет отнести метод кристаллооб- разования на каркасе к практичному использованию в тех- нологии изготовлении одежды. Однако сам принцип есте- ственного образования биоматериала на заданном каркасе является перспективным направлением в проектировании одежды, что подтверждается рядом примеров.

Одним из таких примеров является проект Exercises in Rootsystem Domestication автора Дианы Шерер (Diana Scherer), котораяиспользуетспециальнуютехнологиювыра- щивания корней растений для формообразования плоских и трехмерных изделий (рис. 47). На специально разработан- ном автором узорчато-перфорированном каркасе с пита- тельными веществами сажаются растения по определенной траектории, корневая система которых в поисках питатель- ных веществ, огибая конструкцию каркаса, образует различ- ные геометрические или криволинейные паттерны. Пере- плетаясь между собой, корни обволакивают каркас, образуя трехмерную форму, после чего изделие извлекается. Однако после высыхания корней, изделия становятся достаточно хрупкими и непригодными для ношения [129].

Иной технологией, основанной на биоинженерии, явля- етсяформообразованиеодежды наосновевыращивания ма- териала из бактерий. Автором данного метода проектирова- ния одежды является лондонский дизайнер Сьюзан Ли (Suzanne Lee). Материалвыращиваетсявтечениенескольких недельввидепленкизасчетплетенияцеллюлозывпроцессе брожения жидкости благодаря симбиозу бактерий, дрожжей и различных микроорганизмов. В итоге образуется пленка бактериальной целлюлозы толщиной в 2,5 см, которая фор- мирует изделия путем ее наложения на манекен. В процессе испарения влаги нано-волокна целлюлозы соединяются, са- мостоятельно формируя материал (рис. 48) [126].

107

Классификация современных методов формообразования бесшовных структур костюма и технологий аддитивного производства

Рис. 46. Биотехнология проектирования одежды: кристаллизация соли на заданной поверхности. Автор: Сигалит Ландау, 2014 г.

108

Формообразование трехмерных оболочковых структур костюма по принципу наслоения материала

Рис. 47. Биотехнология проектирования одежды: наращивание корней на заданную форму. Автор: Диана Шерер, 2018 г.

109