Novel Manufacturing Technology based on 3D Printed Clothing

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本研究では３Dプリンティングの技術を応用し，繊維とプラスチックを複合化させた衣服を作製する技術を開発することを目的としている。具体的に着想したアイディアは以下の２つである。①綿糸などの1本の糸を一筆書きのように配列させて平面を充填し、その表面に3Dプリンティングで薄い樹脂パターンを描画して布状体を得る。服の形状を複数のパーツに分割し、上記の布状体からなるパーツとして服を構成する。この時、各ピースは頂点で糸を共有しており、1つの服が1本の糸でできている。②3Dプリンタのノズルに綿糸と熱可塑性ポリウレタン（TPU）糸を供給し、ノズルから吐出した糸を３Dプリンティングの技術で積層して服を造形する。この際に、ノズルの熱で溶融したTPUは接着剤として機能して糸間を接合する。2021年度は、主に①の検討を行った。上記の方法で綿糸とTPUを複合化して作製した布状体による18個のパーツを作製し、一着の服に組み上げた。全てのパーツは綿糸を共有しており、連続した１本の糸を用いて服を構成することが可能であることを実証した（本成果を2022年度に学術誌に投稿・掲載済み）。また、実際に着用することはできないが丈30 cmほどの小さな衣服モデルで、パーツに分割することなく１本の糸で一着の服が構成できることも実証した。2022年度は、主に②の検討を行った。従来の３Dプリンタでは樹脂を吐出するノズルはX Y Z軸上の直交座標系で定義される軸上をモータ駆動するタイプが主流である。一方、衣服は基本的に円筒状の形状をしており円筒座標的にノズルを駆動する方が合理的であると考え、新しい３Dプリンタを開発した。