Вязальная машина создает 3D-объекты: новая технология

Исследователи разработали инновационную вязальную машину, способную создавать не плоские изделия, а полноценные 3D-объекты. Эта машина отличается от традиционных методов вязания, где получается лишь двухмерное полотно. Новый прототип функционирует подобно 3D-принтеру, послойно формируя твердые конструкции из стежков.

Главное преимущество разработки заключается в возможности добавлять стежки в любом направлении: вперед, назад и по диагонали. Это открывает путь к созданию разнообразных форм и позволяет регулировать жесткость различных участков изделия, делая его более выразительным и функциональным.

«Мы доказали, что это не только возможно, но и благодаря способу крепления стежка, мы получаем огромную гибкость в управлении материалом», — отметил Франсуа Гимбрэтьер, профессор информационных наук в Корнеллском университете. «Выразительность очень похожа на 3D-печать».

Гибрэтьер вместе с соавтором Виктором Гибрэтьером представил работу «Использование массива игл для создания твердых вязаных форм» на симпозиуме ACM по пользовательскому интерфейсу и технологиям в Пусане, Южная Корея, 30 сентября. Интерес к вязанию твердых объектов у Гимбрэтьера возник еще в 2016 году, когда он работал с вязальной машиной в лаборатории Скотта Хадсона, профессора человеко-компьютерного взаимодействия в Университете Карнеги — Меллона. Свой прототип Гимбрэтьер собрал самостоятельно во время пандемии COVID-19, используя в основном детали, напечатанные на 3D-принтере.

Машина оснащена блоком из 6x6 вязальных игл. Каждая игла представляет собой симметричный двойной крючок, напечатанный на 3D-принтере и закрепленный на латунной трубке. Передняя и задняя части крючка двигаются независимо, что позволяет машине выполнять как прямое, так и изнаночное вязание.

Благодаря подвижной вязальной головке, которая может перемещаться над массивом игл в любую точку, конструкция обеспечивает высокую гибкость для создания сложных вязаных структур. Ранее подобные машины имели ограничения, сильно сужавшие выбор форм.

Команда уже успешно создала объекты в форме буквы «С» и пирамиды, демонстрируя способность машины формировать сложные выступы и конструкции.

Хотя прототип пока работает медленно и иногда допускает ошибки, разработчики планируют усовершенствовать его. Масштабирование дизайна также не представляет труда: достаточно увеличить размер массива игл.

В перспективе подобные технологии могут найти применение в медицине, например, для создания каркасов для искусственных связок или кровеносных сосудов. Возможность варьировать толщину и жесткость готового изделия позволит точно воспроизводить биологические структуры.