Исследователи из Корнеллского университета и Университета Карнеги-Меллона разработали первый прототип 3D-вязальной машины, способной формировать твердые объекты из горизонтальных слоев материала и стежков. Новинка позволяет создавать изделия с различными характеристиками жесткости, открывая новые возможности для текстильного производства и биомедицинских применений.
Об этом сообщает ProIT
Особенности инновационной 3D-вязальной машины
Основное отличие нового устройства заключается в способности добавлять стежки в любом направлении — вперед-назад и по диагонали. Это обеспечивает исключительную гибкость при создании объектов различной формы и прочности. По словам профессора информатики из Корнеллского университета Франсуа Гимбретьера, специальный способ крепления стежков позволяет инженерам точнее контролировать свойства материалов.
«Сплошное вязание позволяет пользователю создавать конечный продукт различной толщины и жесткости, поэтому оно может быть полезным для точной имитации биологических структур».
Идея создания подобной машины возникла у Гимбретьера еще в 2016 году, когда он начал экспериментировать с вязальным оборудованием в лаборатории профессора Скотта Хадсона из Университета Карнеги-Меллона. Во время пандемии COVID-19 исследователь собственноручно сконструировал первый прототип, используя компоненты, напечатанные на 3D-принтере.
Техническая структура и перспективы применения
В устройстве используется вязальный блок со спицами 6×6, каждая из которых имеет двойной симметричный крючок, изготовленный с помощью 3D-печати и прикрепленный к латунной опорной трубке. Обе части крючка могут двигаться независимо, поэтому машина способна вязать как лицевыми, так и изнаночными петлями, в зависимости от настроек.
Для управления машиной разработаны специальные библиотеки под различные типы петель, а для каждого изделия создается отдельная программа. Благодаря возможности перемещения вязальной головки над любой спицей открываются широкие перспективы для создания сложных трикотажных конструкций. Исследователи уже смогли изготовить объекты в виде пирамиды и буквы С.
На данный момент экспериментальный образец работает довольно медленно: иногда он может сбрасывать пряжу или захватывать её не той спицей. Тем не менее, Франсуа Гимбретьер уверен, что конструкцию можно легко масштабировать — достаточно добавить больше спиц. В будущем подобные 3D-вязальные машины могут найти применение в медицине, например, для создания конструкций, поддерживающих искусственные мышцы или вены в процессе их роста.
Результаты исследования опубликованы в журнале ACM.