DIGITAL 3D PROTOTYPING METHODS FOR CREATING SMART TEXTILE MATERIALS WITH CONTROLLABLE PARAMETERS

Authors

DOI:

https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2025.1.1.47

Keywords:

3D printing of textile materials, additive technologies, smart textiles, air permeability, stiffness

Abstract

The article explores the prospects of applying 3D printing technologies in the textile industry, particularly in the creation of smart textile materials. It analyzes the advantages and challenges associated with the integration of additive technologies into the production of textile materials. Special attention is given to the development of new materials that combine traditional textile characteristics with the capabilities of 3D prototyping. The study confirms the possibility of synthesizing three-dimensional textile structures capable of altering their mechanical and physical properties depending on operational conditions. It is established that the cross-sectional shape of structural elements significantly affects the material’s stiffness. The use of trapezoidal or hollow constructions allows for controlled adjustment of stiffness, opening new opportunities for creating adaptive materials. Methods for regulating the air permeability of textile structures using 3D-printed petal elements that can change their shape under aerodynamic forces are also investigated. This enables the development of materials with controlled ventilation, which can be applied in the production of sportswear, protective gear, and medical products. Particular attention is given to the use of magnetic components in the 3D printing process to create intelligent adaptive structures capable of changing their characteristics under the influence of an electromagnetic field. This approach opens possibilities for dynamic control of textile material properties in real-time. Promising directions for further research include improving materials for 3D printing, developing methods for integrating conductive elements into textile structures, and optimizing rapid prototyping technologies to create functionally adaptive textile products.

References

Бачинський В., Шкурпіт О., Гнатюк О. Розробка методу вибору моделі 3D-принтера для виготовлення деталей для ремонту і модернізації безпілотних літальних апаратів в умовах бойових дій. Збірник наукових праць Національної академії Державної прикордонної служби України. Серія : Військові та технічні науки. 2024. № 2. С. 150–157. https://doi.org/10.32453/3.v95i2.1667

Трегуб Н. Є., Альніков Є. М., Шиянова А. О. Сучасний стан наукової думки та досягнення технологій 3D-принтерного друку в дизайні. Традиції та новації у вищій архітектурно-художній освіті. 2017. Вип. 1. С. 137–147. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Tnvakho_2017_1_23

Polishchuk, A., Slavinska, A., Polishchuk, O., Mytsa, V. (2023). Production of details of difficult designs of footwear and clothes with use of technologies of additive production. AIP Conference Proceedings. 7 December 2023; 2889 (1): 040009. https://doi.org/10.1063/5.0172971

Рябчиков М. Л., Мица В. Модель комплексної цифровізації в індустрії моди. Вісник Херсонського національного технічного університету. 2024. № 4(91). С. 217–225. https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.4.28

Мица В. Цифрова трансформація fashion-індустрії: ключові технологічні тренди та інновації. Вісник Хмельницького національного університету. Серія: Технічні науки. 2024. № 4(339). С. 296–300. https://doi.org/10.31891/2307-5732-2024-339-4-47

Zhang, J., Shen, D., Yu, Y., Bao, D., Li, C., Qin, J. (2024). Direct-print thermally responsive 4D textiles by depositing PLA on prestretched fabrics. Rapid Prototyping Journal. 30, 2, 277–286. https://doi.org/10.1108/RPJ-04-2023-0125

Kechagias, J. D., Chaidas, D., Spahiu, T. (2024). Decorative 3D printing on textiles using elastomer TPU filament under different printing conditions. Rapid Prototyping Journal. 30, 10, 2033-2042. https://doi.org/10.1108/RPJ-03-2024-0106

Tkac, J., Hajnys, J., Mizera, O., Molnar, V., Fedorko, G., Cepova, L. (2024). Additive technologies use to create structures for technical fabric replacement. Journal of Industrial Textiles. 54. https://doi.org/10.1177/15280837241245121

Mytsa, V., Riabchykov, M. (2024) Improvement of intelligent systems for creating personalized products, CEUR Workshop proceedungs, 3896, 235–247. https://ceur-ws.org/Vol-3896/

Sadretdinova N. V., Yatsenko М. V. (2022). Wear comfort evaluation of textile from different types of raw materials using an integrated approach. Fashion Industry / (3), 26–35. https://doi.org/10.30857/2706-5898.2021.3.1/

Пелик Л. В., Остапчук О. В. Дослідження повітропроникності текстильних матеріалів із використанням луб’яних волокон, Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. 2020. № 2, 181–184. https://doi.org/10.31891/2307-5732-2020-283-2-181-184

Shoaib, M., Jamshaid, H., Mishra, R. K., Iqbal, K., Müller, M., Chandan, V., Alexiou Ivanova, T. (2024). Flammability and Thermoregulation Performance of Multilayer Protective Clothing Incorporated with Phase Change Materials. Materials. 17(23), 5826. https://doi.org/10.3390/ma17235826

Рябчиков М., Назарчук Л., Стицюк В., Ткачук О., Каган О. Перспективи впровадження магнітних текстильних матеріалів з вмістом наноскладових на основі дво і тривалентного оксидів заліза. Herald of Khmelnytskyi National University. Technical Sciences. 2022. 311(4), 220–226. https://doi.org/10.31891/2307-5732-2022-311-4-220-226

Riabchykov, M., Alexandrov, A., Trishch, R., Nikulina, A., Korolyova, N. (2022). Prospects for the development of smart clothing with the use of textile materials with magnetic properties, Tekstilec. 65(1), 36–43. https://doi.org/10.14502/tekstilec.65.2021050.

Zhang, Z., et al. (2025). Kongjun zhu study of the design and performance of multibody carbon fiber structural supercapacitors with superior mechanical and electrochemical properties, ACS Applied Energy Materials. 8, 4, 2485–2497. https://doi.org/10.1021/acsaem.4c03072

Published

2025-02-25

Issue

Section

THE TECHNOLOGY OF LIGHT AND FOOD INDUSTRY