Têxteis 3D: abraçando a profundidade

À medida que as tecnologias avançadas continuam a evoluir a partir de antigas metodologias têxteis, uma variedade mais ampla de oportunidades se revela.

Por Jim Kaufmann, Editor Técnico

Qualquer pessoa que faça uma investigação superficial no intrigante mundo dos têxteis 3D descobrirá que o setor abrange um termo bastante nebuloso que leva a um número incontável de rotas diferentes e a uma ampla gama de oportunidades. Uma rápida pesquisa no Google por tecidos 3D, por exemplo, resulta em algo em torno de 325 milhões de acessos, que incluem versões 3D de tudo, desde tecidos e malhas tradicionais a não-tecidos e estampas não tradicionais, sem mencionar uma lista exponencialmente diversificada de aplicações, algumas óbvias e outros nem tanto. Um pensamento imediato em torno desse crescente interesse é que os engenheiros estão finalmente se tornando significativamente mais confortáveis ​​e aceitando os têxteis 3D em aplicativos dinâmicos baseados em desempenho. Ao mesmo tempo, os designers de produtos continuam a se tornar ainda mais hábeis na criação de tecidos ou talvez materiais fibrosos mais apropriados, que exibem esses requisitos técnicos, visuais e/ou táteis específicos.

Versatilidade e atributos de desempenho claramente definidos continuam a ser os principais impulsionadores do interesse em têxteis 3D. Dado que praticamente todas as tecnologias de fabricação têxtil podem ser adaptadas ou modificadas de alguma forma para criar têxteis 3D, a amplitude de aplicações é realmente quase infinita.

A tecelagem 3D e a trança 3D continuam a receber interesse e encontram aplicações principalmente no campo de compósitos, onde a ênfase permanece na substituição do aço para alcançar a redução de peso. De acordo com o Dr. Keith Sharp, gerente de desenvolvimento de novos produtos para Tecelagem 3D na Tex Tech Industries, sediada em Portland, Maine: "Os tecidos 3D em compósitos são perfeitos para substituir o aço. formas exatas com designs intrincados, o que economiza não apenas peso, mas também mão de obra na fabricação e potencialmente aumenta a confiabilidade a longo prazo. Existem muitas aplicações agora, mas as pás do ventilador do motor a jato LEAP que a Albany International está tecendo em 3D são provavelmente o maior exemplo de esse."

A capacidade de controlar o posicionamento da fibra e adaptar os caminhos do fio para atingir perfis de desempenho específicos também se reflete no módulo do motor LEAP. De acordo com o site da Albany International, o LEAP oferece os seguintes benefícios:

O interesse em compósitos tecidos 3D está impulsionando a inovação de novos equipamentos, pois os fabricantes de máquinas estão se tornando mais ativos no setor 3D. Historicamente, as máquinas de tecelagem 3D eram versões altamente modificadas das máquinas de tecelagem 2D tradicionais ou eram únicas e personalizadas com conceitos de produtos específicos em mente. Nos últimos anos, o Stäubli Group, sediado na Suíça, conhecido por seus sistemas de controle de urdidura jacquard, introduziu seu sistema técnico de tecelagem - uma máquina de tecelagem para serviço pesado derivada de um design modular que, quando combinada com seus jacquards ou controle de urdidura Unival sistemas, fornece flexibilidade incrível de design de produto junto com a capacidade de fabricação para produzi-lo.

Para não ficar atrás, a Lindauer Dornier, com sede na Alemanha - amplamente conhecida por produzir máquinas de tecelagem para tecidos técnicos, industriais e de desempenho - lançou recentemente uma coleção de produtos voltados diretamente para a indústria de compósitos. Seus Composites Systems agora incluem uma máquina explicitamente projetada para tecer pré-formas 3D. A suíte também inclui uma linha de fita unidirecional spread tow e máquinas específicas para tecer mechas e fitas spread tow.

Artigos recentes encontrados nos sites Gizmodo.com e ZDnet.com são excelentes exemplos de quão impactantes os têxteis 3D se tornaram. O primeiro artigo no Gizmodo de Julian Goldman proclama: "O futuro é tricotado: por que a antiga arte de tricotar é de alta tecnologia novamente". O segundo artigo no ZDnet por Greg Nichols apregoa, "A ciência de alta tecnologia por trás do tricô 3D (sim, tricô!)". Ambos os artigos se concentram no advento do tricô de trama 3D ou moldado e no controle de dimensionalidade encontrado em estruturas de malha, mas não inerentes aos tecidos, juntamente com melhorias feitas na interface do usuário, levando a designs de produtos de malha mais eficazes e eficientes. O tricô 3D oferece não apenas aspectos de design de produto - você programa a máquina, carrega o fio e sai uma peça completa - mas também cria o potencial para incorporar eletrônicos vestíveis em produtos de malha totalmente modelados, alguns dos quais já chegaram ao mercado. O Advanced Functional Fabrics of America (AFFOA), com sede em Cambridge, Massachusetts, um instituto sem fins lucrativos com sede perto do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), foi estabelecido por meio de financiamento federal para promover o uso de tecnologias têxteis em dispositivos e sistemas integrados e em rede. Como parte desse esforço, a AFFOA está focando na eficácia do tricô 3D para criar formas complexas. Yoel Fink, CEO da AFFOA e professor de ciências de materiais e engenharia elétrica no MIT, foi citado no artigo de Goldman afirmando: "Você não vai mais pagar pela camisa. Você vai pagar pelo que essa camisa faz por você . Você paga pelo serviço e recebe o tecido." Certamente uma forma diferente de olhar para os têxteis do futuro.