Documen :
Memò ia
TREBALL DE FI D’ESTUDIS
P ojec e de Desen olupamen
de Tèx ils Imp esos en 3D pe
al Sec o de la Indumen à ia
Au o /Au o a:
Joana Meye Du ó
Di ec o /Di ec o a - Codi ec o /Codi ec o a:
Heu a Ven u a Casellas
Ja ie Edua do He nández Amaya
Ti ulació:
G au en Enginye ia de Tecnologia i Disseny Tèx il
Con oca ò ia:
P ò oga QT 2024-2025
1
Aques eball no hagués sigu possible sense el supo de l’Heu a Ven u a. També ull dona les g àcies al Ja ie
He nández i l’En ic Ca e a pel emps dedica . Finalmen ag aeixo a l’equip d’OpenDo i el p és ec Alumni pe ha e
con ia en aques p ojec e.
2
Resum
Aques p ojec e abo da el desen olupamen de èx ils imp esos en 3D mi jançan imp esso es FDM d'ús domès ic, aplica s
al sec o de la indumen à ia. Inicialmen , es p esen a un es a de l'a que anali za la si uació ac ual de la imp essió 3D en
l'àmbi èx il i les se es aplicacions eme gen s. El desen olupamen es di ideix en es ases: en una p ime a e apa es
eali za un p océs d'expe imen ació amb di e en s p o es d'imp essió de èx ils; en la segona, es duu a e me la
ca ac e i zació dels èx ils imp esos pe al de compa a -ne les p opie a s amb les d’un eixi con encional; inalmen , i
g àcies al p og ama Making Fashion Las , o gani za pe OpenDo a Milà, es dissenya una peça d’indumen à ia que
combina ecnologia i a esania digi al, u ili zan els èx ils imp esos desen olupa s. Aques p ojec e posa de mani es el
po encial de les ecnologies d'imp essió 3D domès ica com a mo o d'inno ació, sos enibili a i pe sonali zació en el sec o
èx il i de la moda.
Resumen
Es e p oyec o abo da el desa ollo de ex iles imp esos en 3D median e imp eso as FDM de uso domés ico, aplicados al
sec o de la indumen a ia. Inicialmen e, se p esen a un es ado del a e que analiza la si uación ac ual de la imp esión 3D en
el ámbi o ex il y sus aplicaciones eme gen es. El desa ollo se di ide en es ases: en una p ime a e apa se lle a a cabo un
p oceso de expe imen ación con di e en es p uebas de imp esión de ex iles; en la segunda, se ealiza la ca ac e ización de
los ex iles imp esos con el in de compa a sus p opiedades con las de un ejido con encional; inalmen e, y g acias al
p og ama Making Fashion Las , o ganizado po OpenDo en Milán, se diseña una p enda de indumen a ia que combina
ecnología y a esanía digi al, u ilizando los ex iles imp esos desa ollados. Es e p oyec o pone de mani ies o el po encial
de las ecnologías de imp esión 3D domés ica como mo o de inno ación, sos enibilidad y pe sonalización en el sec o
ex il y de la moda.
Abs ac
This p ojec add esses he de elopmen o 3D-p in ed ex iles using domes ic FDM p in e s, applied o he appa el indus y.
I begins wi h a s a e-o - he-a e iew ha analyzes he cu en si ua ion o 3D p in ing in he ex ile ield and i s eme ging
applica ions. The de elopmen is di ided in o h ee phases: he i s s age in ol es an expe imen al p ocess wi h a ious
ex ile p in ing es s; he second phase ocuses on he cha ac e iza ion o he p in ed ex iles in o de o compa e hei
p ope ies wi h hose o a con en ional ab ic; and inally, as pa o he Making Fashion Las p og am o ganized by
OpenDo in Milan, a piece o appa el in eg a ing echnology and digi al c a smanship is c ea ed using he de eloped
p in ed ex iles. This p ojec highligh s he po en ial o domes ic 3D p in ing echnologies as a d i e o inno a ion,
sus ainabili y, and pe sonaliza ion in he ex ile and ashion sec o s.
3
Índex
Resum ..................................................................................................................................................................................... 2
Resumen ................................................................................................................................................................................. 2
Abs ac ................................................................................................................................................................................... 2
Índex ....................................................................................................................................................................................... 3
Índex de Taules ....................................................................................................................................................................... 6
Índex de Figu es ..................................................................................................................................................................... 7
1. In oducció .......................................................................................................................................................................... 9
1.1. Objec e ........................................................................................................................................................................ 9
1.2. Abas ........................................................................................................................................................................... 9
1.3. Requisi s ................................................................................................................................................................... 10
1.4. Jus i icació ................................................................................................................................................................ 10
2. Es a de l’A ..................................................................................................................................................................... 11
2.1. La Imp essió 3D pe FDM ........................................................................................................................................ 11
2.2. Relle ància de les condicions d’imp essió ............................................................................................................... 12
2.3. P og ama i emp a en imp essió 3D ......................................................................................................................... 12
2.4. Ma e ials lexibles pe la imp essió FDM ................................................................................................................ 12
2.5. Coneixemen bàsic de eixi s con encionals ............................................................................................................ 13
2.6. Solucions èx ils ob ingudes pe FDM ..................................................................................................................... 14
2.6.1. Es uc u es ipus co a de malla: ........................................................................................................................ 14
2.6.2. Es uc u es meso es uc u als: .......................................................................................................................... 15
2.6.3. Es uc u es bidimensionals ............................................................................................................................... 15
2.6.4. Aplicacions 3D sob e eixi .............................................................................................................................. 17
3. Ma e ials i Mè odes .......................................................................................................................................................... 18
3.1. Ma e ials Emp a s ..................................................................................................................................................... 18
3.2. Mè odes de la Pa I: P océs d’Expe imen ació d’Imp essió ................................................................................... 18
3.2.1. Ap enen a ge de l’ús d’una imp esso a 3D ...................................................................................................... 18
3.2.2. Ap enen a ge del p og ama i a u ili za ............................................................................................................ 19
3.2.3. C eació de èx ils imp esos semblan s a eixi s con encionals ........................................................................ 19
3.3. Mè odes de la Pa II: Ca ac e i zació dels eixi s imp esos ..................................................................................... 20
3.3.1. Pa àme es es uc u als ..................................................................................................................................... 21
3.3.2. Pa àme es uncionals ....................................................................................................................................... 22
4
3.3.2.1. Assaig de acció ...................................................................................................................................... 23
3.3.2.2. Assaig de esis ència a l’escla ................................................................................................................ 24
3.3.2.3. Assaig de igidesa a la lexió ................................................................................................................... 25
3.3.2.4. Assaig de l’angle de ecupe ació ............................................................................................................. 26
3.4. Mè odes de la Pa III: P océs d’elabo ació d’una peça de oba .............................................................................. 28
4. Pa I: P océs Expe imen al d’Imp essió .......................................................................................................................... 29
4.1. Ap enen a ges del p océs d’imp essió ...................................................................................................................... 29
4.1.1. Veloci a olumè ica: ...................................................................................................................................... 29
4.1.2. Flow Ra io: ....................................................................................................................................................... 30
4.2. Desen olupamen de èx ils mp esos mi jançan FDM ........................................................................................... 31
4.3. De inició del disseny d’expe imen s ........................................................................................................................ 33
4.3.1. Bloc I: In luència es uc u al ............................................................................................................................ 33
4.3.2. Bloc II: In luència del ma e ial ......................................................................................................................... 34
5. Pa II: Ca ac e i zació de Tèx ils Imp esos ..................................................................................................................... 35
5.1. Resul a s dels pa àme es e uc u als ........................................................................................................................ 35
5.2. Resul a s dels pa àme es uncionals ........................................................................................................................ 36
5.2.1. Assaig de acció axial ...................................................................................................................................... 36
5.2.1.1. E ec e de l’es uc u a da an la o ça màxima ........................................................................................ 36
5.2.1.2. E ec e del ma e ial da an la o ça màxima ............................................................................................ 36
5.2.1.3. E ec e de l’es uc u a en l’alla gamen a la o ça màxima ...................................................................... 37
5.2.1.4. E ec e del ma e ial en l’alla gamen a la o ça màxima .......................................................................... 38
5.2.1.5. Pa ons de up u a de èx ils imp esos ..................................................................................................... 39
5.2.1.6. Conclusions ex e es dels assajos de acció ............................................................................................ 40
5.2.2. Assaig de esis ència a l’escla ......................................................................................................................... 41
5.2.2.1. E ec e de l’es uc u a a la esis ència d’escla ......................................................................................... 41
5.2.2.2. E ec e de l’es uc u a a la esis ència d’escla ......................................................................................... 41
5.2.2.3. E ec e de l’es uc u a en la de o mació a l’escla .................................................................................... 42
5.2.2.4. E ec e del ma e ial en la de o mació a l’escla ........................................................................................ 43
5.2.2.5. Pa ons de up u a de èx ils imp esos ..................................................................................................... 44
5.2.2.6. Conclusions ex e es dels assajos de esis ència a l’escla ...................................................................... 45
5.2.3. Assaig de igidesa a la lexió ............................................................................................................................ 46
5.2.3.1 E ec e del ma e ial .................................................................................................................................... 46
5.2.3.2. Conclusions ex e es de l’assaig de igidesa a la lexió ........................................................................... 46
5.2.4. Assaig de l’angle de ecupe ació ...................................................................................................................... 47
5.2.4.1. E ec e del ma e ial ................................................................................................................................... 47
5.2.4.2. Conclusions ex e es de l’assaig de l’angle de ecupe ació ..................................................................... 47
6. Pa III: Disseny d’una Peça d’Indumen à ia amb Tèx ils Imp esos ................................................................................ 48
6.1. Concep e, inspi ació i disseny .................................................................................................................................. 48
5
6.2. E olució del pa ona ge del es i ............................................................................................................................ 49
6.3. Imp essió d’encaixos ................................................................................................................................................ 51
6.4. Disseny de les unions ............................................................................................................................................... 52
6.5. Resul a inal ............................................................................................................................................................. 54
7. Anàlisi i Valo ació de les Implicacions Ambien als i Socials .......................................................................................... 56
7.1. Implicació ambien al ................................................................................................................................................ 56
7.2. Implicació social ....................................................................................................................................................... 57
8. P essupos ......................................................................................................................................................................... 58
8.1. P essupos del p ojec e ............................................................................................................................................. 58
8.2. P essupos del es i .................................................................................................................................................. 59
9. Conclusions ...................................................................................................................................................................... 60
10. Re e ències ..................................................................................................................................................................... 61
6
Índex de Taules
Taula 1: Filamen s de TPU disponibles en el me ca ........................................................................................................... 13
Taula 2: Adap acions aplicades a la no ma UNE-EN ISO 13934-1 pe a du a e me l’assaig de acció en els èx ils imp esos
.............................................................................................................................................................................................. 23
Taula 3: Adap acions aplicades a la no ma UNE 40-392-79 pe a du a e me l’assaig de igidesa la lexió en els èx ils
imp esos ................................................................................................................................................................................ 26
Taula 4: Adap acions aplicades a la no ma UNE ES 22313 pe a du a e me l’assaig d’angle de ecupe ació en els èx ils
imp esos ................................................................................................................................................................................ 27
Taula 5: Selecció de qua e mos es amb les se es ca ac e ís iques i obse acions ............................................................ 31
Taula 6: Pa àme es d'imp essió de les p o e es amb es uc u a ec ilínia, usc d'abella i iangula .................................. 33
Taula 7: Pa àme es d'imp essió de les p o e es amb es uc u a iangula amb di e en s igideses de TPU ..................... 34
Taula 8: Pa àme es es uc u als de les es uc u es ec ilínies, usc d'abella i iangula ..................................................... 35
Taula 9: Pa àme es es uc u als de les p o e es d'es uc u a iangula .............................................................................. 35
Taula 10: Pa àme es es uc u als del ul .............................................................................................................................. 35
Taula 11: Resul a s a e ec e de l’es uc u a de la o ça màxima exe cida en sen i co esponen a l’o di i de la ama de les
es uc u es ec ilínies, usc d’abella i iangula de l'assaig de acció axial ........................................................................ 36
Taula 12: Resul a s a e ec e del ma e ial de la de o ça màxima exe cida en sen i co esponen l’o di i de la ama ....... 36
Taula 13: Resul a s a e ec e de l’es uc u a de l’alla gamen a la o ça màxima exe cida en sen i co esponen a l’o di i de
la ama de l'assaig de acció axial ...................................................................................................................................... 37
Taula 14: Resul a s a e ec e de l’es uc u a de l’alla gamen a la o ça màxima exe cida en sen i co esponen a l’o di i de
la ama de l'assaig de acció axial ...................................................................................................................................... 38
Taula 15: Resul a s a l’e ec e de l’es uc u a a la esis ència a l’escla de l’assaig de esis ència a l’escla ........................ 41
Taula 16: Resul a s a l’e ec e del ma e ial a la esis ència a l’escla de l’assaig de esis ència a l’escla ............................ 41
Taula 17: Resul a a e ec e de l’es uc u a a la de o mació a l’escla de l’assaig de esis ència a l’escla .......................... 42
Taula 18: Resul a a e ec e del ma e ial a la de o mació a l’escla de l’assaig de esis ència a l’escla .............................. 43
Taula 19: Resul a a e ec e del ma e ial a la de o mació a l’escla de l’assaig de esis ència a l’escla .............................. 46
Taula 20: Resul a s expe imen als ex e s de l’assaig de igidesa a la lexió. ...................................................................... 47
Taula 21: Dissenys dels encaixos del es i , desc ipció, nomb e de peces i emps o al d’imp essió de cada pa del es i
.............................................................................................................................................................................................. 51
Taula 22: A an a ges i desa an a ges dels mè odes d'unió .................................................................................................. 52
Taula 23: Resum de p essupos del p ojec e ........................................................................................................................ 58
Taula 24: Resum de p essupos del p ojec e ........................................................................................................................ 59
7
Índex de Figu es
Figu a 1: Imp esso a 3D FDM (Fon : (6)) ........................................................................................................................... 11
Figu a 2: Sis ema de disposició del ma e ial d’una imp esso a FDM (Fon : (7)) ................................................................ 11
Figu a 3: Il·lus ació de les columnes i passades d’un eixi de pun (Fon : (12)) ............................................................... 13
Figu a 4: Il·lus ació de ama i o di en un eixi de calada (Fon : (13)) ............................................................................. 14
Figu a 5: Co a de malla de la NASA (Fon : (14) ................................................................................................................. 14
Figu a 6: Geome ia Flexible (Fon : (15)) ............................................................................................................................ 15
Figu a 7: Tèx il imp ès ob ingu pel mè ode d'in ill (Fon : (16)) ......................................................................................... 16
Figu a 8: T ama lexible imp ès amb pa ons pe sonali za s ( Fon : (17)) ......................................................................... 16
Figu a 9: Faldilla imp esa amb 3D a pa i de modi icacions .............................................................................................. 17
Figu a 10: ul amb aplicacions imp eses (Fon : (19)) ......................................................................................................... 17
Figu a 11: Es uc u es d'in ill amb simili uds a un eixi de ul: es uc u a ec ilínia (a), es uc u a de usc d'abella (b) i
es uc u a iangula (c) (Fon : elabo ació p òpia) ............................................................................................................... 19
Figu a 12: Tèx il imp ès o ma pe una capa d'es uc u a de eixa amb una il·lus ació lo al (Fon : elabo ació p òpia) . 20
Figu a 13: Di ecció es able a com a ama i o di de les es uc u es imp eses: di eccions d’es uc u a ec ilínia (a),
es uc u a de usc d'abella (b) i es uc u a iangula (c) ...................................................................................................... 21
Figu a 14: Mic òme e de p essió mesu an el g uix d'un èx il imp ès (Fon : elabo ació p òpia) ...................................... 21
3 15: Mo dasses del dinamòme e du an l’assaig d’una p o e a de ul (Fon : elabo ació p òpia) ..................................... 23
Figu a 16: escle òme e du an un assaig amb una p o e a de ul (Fon : elabo ació p òpia) .............................................. 24
Figu a 17: Shi ley S i ness Tes e du an l’assaig d’una p o e a de èx il imp ès (Fon : elabo ació p òpia) ...................... 25
Figu a 18: Shi ley C ease Reco e y Tes e du an l’assaig d’una p o e a de èx il imp ès (Fon : elabo ació p òpia) ....... 27
Figu a 19: T os de ilamen de o ma de TPU 82 A ex e del b oque (Fon : elabo ació p òpia) ...................................... 29
Figu a 20: E o d’imp essió causa pe un alo inco ec e de low a io (Fon : elabo ació p òpia) ................................. 30
Figu a 21: Compo amen del èx il imp ès “Supe posició de capes amb co bes”: èx il en es a neu e (a), èx il es i a pel
cos a d e (b) i èx il es i a pel cos a esque e (c) (Fon : elabo ació p òpia) ..................................................................... 32
Figu a 22: Fo ça màxima exe cida co esponen al sen i de l’o di i la ama en l'assaig de acció a e ec e del ma e ial . 37
Figu a 23: Alla gamen a la o ça màxima exe cida en sen i co esponen a l’o di i la ama en l'assaig de acció a e ec e
del ma e ial ........................................................................................................................................................................... 38
Figu a 24: T encamen en sen i de l'o di de l'assaig de acció axial de l’es uc u a iangula : ....................................... 39
Figu a 25: T encamen en sen i de la ama de l'assaig de acció axial de l’es uc u a iangula : .................................... 39
Figu a 26: Assaig de esis ència a la acció: es uc u a ec ilínia (a) i es uc u a de usc d’abella (b) (Fon : elabo ació
p òpia) ................................................................................................................................................................................... 40
Figu a 27: Resis ència a l’escla de l’assaig de esis ència a l’escla a e ec e del ma e ial .................................................. 42
Figu a 28: De o mació a l’escla en l’assaig de esis ència a l’escla a e ec e del ma e ial ................................................. 43
Figu a 29: T encamen mul iaxial en l'assaig de esis ència a l’escla : TPU 95 A (a), TPU 82 A (b) i TPU 95 A Foamy
(Fon : elabo ació p òpia) ...................................................................................................................................................... 44
Figu a 30: Assaig de esis ència a l’escla : es uc u a ec ilínia (a) i es uc u a de usc d’abella (b) (Fon : elabo ació p òpia)
.............................................................................................................................................................................................. 44
Figu a 31: ima ge mic oscòpica de l’es uc u a del oam (25) ............................................................................................ 45
Figu a 32: De o mació a l’escla de l’assaig de esis ència a l’escla a e ec e del ma e ial ................................................. 46
Figu a 33: Mesu es expe imen als de l'angle de ecupe ació ............................................................................................... 47
8
Figu a 34: Moodboa d pel disseny de les igu es d'encaix imp ès (Fon : elabo ació p òpia) ............................................. 48
Figu a 35: Pa ó digi ali za de la p ime a opció (Fon : elabo ació p òpia) ......................................................................... 49
Figu a 36: Mei a esque a de pa ó digi ali za da an e digi ali za (Fon : elabo ació p òpia) .......................................... 49
Figu a 37: Dibuix del es i amb pa s especi icades: da an (a) i da e e (b) (Fon : elabo ació p òpia) ............................ 50
Figu a 38: Mei a esque a del pa ó digi ali za di idi pe seccions: da an (a) i da e a amb aus (b) esco (c) (Fon :
elabo ació p òpia) ................................................................................................................................................................. 50
Figu a 39: Il·lus ació dels bo ons: pe il (a) i plan a (b) (Fon : elabo ació p òpia) ............................................................ 53
Figu a 40: Sis ema de ancamen del es i : sis ema de bo ona anca (a), desbo ona d’un bo ó (b) i e i ada comple a del
bo ó (c) (Fon : elabo ació p òpia) ......................................................................................................................................... 53
Figu a 41: Ves i eali za ín eg amen amb èx il imp ès: da an (a) i da e e (b) (Fon : elabo ació p òpia) ..................... 54
Figu a 42: Ima ge del es i imp ès sob e el cos humà o og a ia pe @Monaco__________ .......................................... 55
Figu a 43: Ima ge del es i imp ès sob e el cos humà o og a ia pe @Monaco__________ .......................................... 55
15
2.6.2. Es uc u es meso es uc u als:
Les supe ícies lexibles meso es uc u a s s’elabo en a pa i de ilamen s ígids (com el PLA) con o man igu es
geomè iques que pe me en dona p opie a s lexibles a l’es uc u a esul an de la imp essió. Un exemple és el pa ó
desen olupa pe And eas Bas ian (15), que es pod ia emp a en l’àmbi de l'a qui ec u a en açanes d’edi icis g àcies al
seu compo amen complex pe a la o mació de cu a u es (Figu a 6).
Figu a 6: Geome ia Flexible (Fon : (15))
2.6.3. Es uc u es bidimensionals
Finalmen , les es uc u es bidimensionals (ca ego ia a la qual co esponen els èx ils imp esos que es desen olupen en
aques p ojec e) consis eixen en supe ícies ines o mades pe es uc u es geomè iques que es an epa ides
homogèniamen en o a l’à ea de la peça. Un aspec e elle an és el disseny i la densi a d’aques es es uc u es, ja que
in e enen en les p opie a s de esis ència i lexibili a de la supe ície èx il esul an . Exis eixen es ca ego ies di e en s
pe a pode ob eni aques s ipus de esul a s; mè ode de l’in ill, el modela ge digi al i la modi icació del codi G de la
imp essió.
2.6.3.1 Mè ode d’in ill:
Aques mè ode se cen a en la unció que apa eix en els p og ames d’imp essió CAM, com BambuS udio, anomena in ill.
Gene almen , s’u ili zen pe e i a que els objec es sòlids siguin massissos. Són es uc u es geomè iques que es epa eixen
homogèniamen en la supe ície com a a usc d’abella, ec ilínia, eixa, iangula , e c. En usa aques a unció sob e
supe ícies ines, o eliminan les pa e s s’ob é com a esul a s de la imp essió es uc u es que p esen en mol es simili uds
isuals amb el ul. Un exemple d’un p oduc e èx il c ea amb aques mè ode són les saba es de la Sa a Ál a ez (Figu a 7)
(16).
16
Figu a 7: Tèx il imp ès ob ingu pel mè ode d'in ill (Fon : (16))
2.6.3.2. Modela ge digi al:
Una de les me odologies pe a la c eació de èx ils imp esos consis eix en l’ús de p og ama i CAD de disseny idimensional
o p og ama i pa amè ic. A a és d’aques ipus d’eines, és possible gene a una g an a ie a de ames amb geome ies i
olums di e encia s, la qual cosa ob e no es possibili a s en el disseny uncional de ma e ials (Figu a 8). Aques a línia
d’explo ació ha es a abo dada pe di e sos in es igado s i enginye s del Massachuse s Ins i u e o Technology (MIT), en
el ma c de p ojec es cen a s en la inno ació èx il mi jançan la ab icació addi i a (17).
Figu a 8: T ama lexible imp ès amb pa ons pe sonali za s ( Fon : (17))
2.6.3.3. Codi G
El codi G és el llengua ge de con ol numè ic que in e p e a la imp esso a 3D pe execu a cada mo imen , ex usió i
pa àme e d’imp essió. A a és de la modi icació di ec a d’aques codi, és possible al e a aspec es com la ajec ò ia de
l’ex uso , la quan i a de ma e ial diposi a o la eloci a d’imp essió, e que ob e la po a a no es possibili a s c ea i es
en la gene ació de supe ícies i es uc u es simila s als èx ils. Un exemple és el p ojec e De eX iles (18), desen olupa pe
es udian s de l’Ins i u Tecnològic de Massachuse s (MIT), on es a ap o i a un e o ècnic ecu en en les ex uso es
FDM, pe gene a èx ils ins i lexibles, isualmen i es uc u almen simila s al ul (Figu a 9). Aques ipus de èx il
imp ès, demos a com l'ús a ança del codi G po ans o ma una limi ació ècnica en una opo uni a de disseny.
17
Figu a 9: Faldilla imp esa amb 3D a pa i de modi icacions
en el codi G de la imp essió (Fon : (18) )
2.6.4. Aplicacions 3D sob e eixi
To s els mè odes desc i s an e io men poden aplica -se ambé sob e un eixi con encional com a base. La ècnica
consis eix a col·loca el eixi di ec amen sob e la supe ície d'imp essió de la imp esso a 3D a l’inici o poc desp és
d’aques (quan ja s’han imp ès una o dues capes d’imp essió) de mane a que el ma e ial os s’hi diposi i a sob e i s’hi
adhe eixi du an el p océs d’imp essió. Aques a me odologia pe me in eg a es uc u es idimensionals amb el supo
èx il, gene an peces amb o mes complexes i p opie a s mecàniques o es è iques inno ado es, com a a una lexibili a
di eccional o olums deco a ius. Aques sis ema ha es a explo a pe di e ses ma ques, com és el cas de Labeledby (19),
que ha aplica aques en ocamen en alguns dels seus dissenys (Figu a 10), donan lloc a peces d’indumen à ia que
combinen uncionali a i exp essió a ís ica.
Figu a 10: ul amb aplicacions imp eses (Fon : (19))
A més, aques mè ode ambé po emp a -se com a al e na i a con empo ània al b oda adicional, ja que pe me diposi a
ilamen s sob e el eixi seguin pa ons digi als pe sonali za s, ob in així no es ies dins del camp de l’o namen ació èx il
mi jançan la ab icació addi i a.
18
3. Ma e ials i Mè odes
El desen olupamen d’aques p ojec e s’ha o gani za en es pa s:
- una p ime a pa en la qual s’ha expe imen a amb el p océs d’imp essió
- una segona pa en la qual s’han selecciona i ca ac e i za di e sos eixi s imp esos pe al d’a alua la se a
simili ud amb els èx ils con encionals,
- i una e ce a pa en la qual s’ha desen olupa una peça de oba a pa i dels eixi s imp esos desen olupa s.
En aques a secció es de ineixen els ma e ials emp a s en aques p ojec e, així com els mè odes emp a s en cadascuna
d’aques es pa s.
3.1. Ma e ials Emp a s
Els ma e ials que s’han u ili za du an el p ojec e s’especi ica a con inuació, amb quina inali a s’ha e se i :
- Filamen de TPU 95 A: emp a du an la ase d’expe imen ació, la c eació de p o e es i l’elabo ació del es i .
- Filamen de TPU 82 A: emp a du an la ase d’expe imen ació, la c eació de p o e es i l’elabo ació del es i .
- Filamen de TPU 95 Foamy: emp a du an la ase d’expe imen ació, la c eació de p o e es i l’elabo ació del
es i .
- Filamen de PLA
3
: emp a du an el p océs d’elabo ació del es i , conc e amen pe e els bo ons.
- Tul: ul amb g ama ge de 13 g/m^2 emp a pe e la compa ació en o s els assajos èx ils eali za s.
3.2. Mè odes de la Pa I: P océs d’Expe imen ació d’Imp essió
Du an el p océs expe imen al d’imp essió, s’ha hagu d’adqui i els coneixemen s necessa is pe al uncionamen co ec e
d’una imp esso a 3D, així com pe a l’ús del p og ama i co esponen . Un cop assolida aques a ase inicial, s’ha p ocedi a
la c eació de èx ils imp esos amb ca ac e ís iques simila s al ul. Finalmen , s’ha expe imen a amb la supe posició de
capes cons i uïdes pe es uc u es di e en s.
3.2.1. Ap enen a ge de l’ús d’una imp esso a 3D
P ime amen , s’ha hagu d’iden i ica les pa s p incipals de la imp esso a que s’ha emp a du an el p ojec e, la BambuLab
A1, pe al d’en end e el seu uncionamen . Seguidamen , s’han imp ès objec es senzills pe al d’ap end e a calib a el lli ,
ca ega i desca ega el ilamen i comp o a la imp essió és homogènia. Pos e io men , s’han ana en p o es i ajus an -
les pe co egi els e o s comuns com la mala adhe ència i les capes desalineades. També s’ha expe imen a en imp imi
un ma eix objec e en di e en s ma e ials (PLA i TPU) pe eu e quina in luencia é aques en el esul a inal.
3
PLA (àcid polilàc ic): e moplàs ic ígid i àcil d’imp imi , u ili za habi ualmen en la imp essió 3D.
19
3.2.2. Ap enen a ge del p og ama i a u ili za
Du an aques p ojec e s’ha eballa an amb p og ames de CAD com amb p og ames de CAM, els quals es desc iuen a
con inuació:
- CAD: SolidWo ks, Tinke cad, Rhinoce os i Inkscape
- CAM: BambuS udio
Pe ap end e a u ili za el p og ama i de la imp esso a, en aques cas BambuS udio, p ime amen s’ha c ea un ec angle en
SolidWo ks. I s’han e à ies imp essions on s’han ana modi ican algunes de les uncions d’imp essió com són el nomb e
de capes, el nomb e de pa e s, els in ills, la densi a , el supo s, e c. Amb l’obse ació i anàlisi dels esul a s s’ha ana
comp enen les ca ac e ís iques de cada unció. Un cop s’han en ès les possibili a s, s’ha expe imen a amb l’ús d’ima ges
o il·lus acions baixades d’in e ne . Pe pode -les imp imi , p ime amen s’han ec o i za en Inkscape, i desp és se’ls hi
ha gene a olum amb SolidWo ks o Rhinoce os.
3.2.3. C eació de èx ils imp esos semblan s a eixi s con encionals
El mè ode p incipal u ili za en la c eació de la majo ia dels eixi s imp esos d’aques p ojec e és el mè ode del’in ill ja
explica en la secció 2.6.3.1. (Mè ode d’in ill). Aques p ocedimen consis eix a dissenya una igu a geomè ica amb olum
—com a a un ec angle— mi jançan p og ames de modela ge 3D. Un cop c eada, la igu a es asllada al p og ama i de
laminació (BambuS udio), on se li assigna una alçada de capa eduïda, habi ualmen en e 0,05 mm i 0,08 mm. A
con inuació, s’eliminen les pa e s ex e io s del model pe deixa només l’es uc u a in e na, i s’aplica una es uc u a d’in ill
amb la densi a desi jada segons les p opie a s mecàniques i l’e ec e isual que es ulgui ob eni .
S’ha is que hi ha in ills que p esen en mol es simili uds amb el ul. Pe an , s’ha escolli un ul ja explica a la secció 3.1.
(Ma e ials Emp a s) com a eixi de e e ència pe compa a -lo amb els èx ils imp esos. Desp és de p o a mol s dels in ills
disponibles en el p og ama BambuS udio, s’han escolli els es més semblan s al ul pe al d’anali za l’e ec e de
l’es uc u a en el p oduc e esul an : l’es uc u a ec ilínia (Figu a 11a), la de usc d’abella (Figu a 11b) i la iangula
(Figu a 11c).
Figu a 11: Es uc u es d'in ill amb simili uds a un eixi de ul: es uc u a ec ilínia (a), es uc u a de usc d'abella (b) i es uc u a
iangula (c) (Fon : elabo ació p òpia)
a
b
c
20
Pos e io men , pe al d’anali za l’e ec e d’al es pa àme es, s’han e modi icacions dels següen s pa àme es d’imp essió
sob e una de les es uc u es (l’es uc u a iangula ):
- Diàme es d'ex usió di e en s: 0,4 mm, 0,6 mm i 0,8 mm
- Rigideses de ilamen lexible: TPU 95 A, TPU 82 A o TPU 95 A Foamy
- Densi a d’in ill
- G uixos di e en s
P enen com a base les es uc u es mencionades an e io men i combinan -les amb ècniques de modela ge digi al, s’ha
expe imen a amb la supe posició d’il·lus acions més elabo ades (Figu a 12), donan lloc a composicions més iques
isualmen . El esul a d’aques es combinacions gene a una es è ica que e oca l’encaix adicional, apo an al èx il imp ès
un ca àc e a esanal que demos a el po encial de la imp essió 3D com a eina c ea i a en el disseny èx il con empo ani.
Figu a 12: Tèx il imp ès o ma pe una capa d'es uc u a de eixa amb una il·lus ació lo al (Fon : elabo ació p òpia)
3.3. Mè odes de la Pa II: Ca ac e i zació dels eixi s imp esos
La ca ac e i zació dels èx ils imp esos s’ha eali za mi jançan di e sos assaigs èx ils, amb l’objec iu de compa a -ne les
p opie a s amb les d’un eixi con encional. A ès les simili uds mo ològiques, s’ha selecciona el ul com a eixi de
e e ència pe a la compa ació amb els èx ils imp esos a pa i del mè ode de l’in ill amb es uc u es ec ilínies, de usc
d’abella i iangula .
A di e ència del eixi s con encionals, que p esen en una o ien ació de inida de les di eccions de ama i o di , els eixi s
imp esos són supe ícies planes que no disposen d’aques a dis inció explíci a en e di eccions p incipals. Pe al d’adap a -
se als equisi s me odològics dels assaigs èx ils no mali za s, ha es a necessa i es abli un p ocedimen especí ic pe a la
de e minació d’aques es di eccions, ga an in així la cohe ència i la compa abili a dels esul a s ob ingu s.
Pe e -ho, s’ha anali za com la imp esso a disposa el ilamen en cada cas. I s’ha de e mina que an en l’es uc u a
ec ilínia (Figu a 13a), com l’es uc u a de usc d’abella (Figu a 13b) i es uc u a iangula (Figu a 13c) hi ha una
es uc u a diagonal p edominan que s’ha iden i ica com l’o di i la se a pe pendicula com a ama.
21
Figu a 13: Di ecció es able a com a ama i o di de les es uc u es imp eses: di eccions d’es uc u a ec ilínia (a), es uc u a de usc
d'abella (b) i es uc u a iangula (c)
3.3.1. Pa àme es es uc u als
Els pa àme es es uc u als in o men de les ca ac e ís iques es uc u als del eixi . En aques cas, s’han conside a els
següen s pa àme es:
- Ma e ial del ilamen – in o mació p opo cionada pel ab ican
- Du esa (Sho e) – in o mació p opo cionada pel ab ican
- Tipus d’es uc u a i densi a
- G ama ge (g/m2) – de e mina com el alo mi jà de es p o e es de 120 mm × 25 mm a pa i del quocien en e
el pes de les p o e es i l’à ea de la mos a calculada a pa i de les se es dimensions.
𝐺𝑟𝑎𝑚𝑎𝑡𝑔𝑒 =𝑝𝑒𝑠1(𝑔)
𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓í𝑐𝑖𝑑𝑒1(𝑚!)
- G uix (mm) – de e mina com a alo mi jà del esul a ob ingu del mic òme e de p essió de o es les p o e es
(Figu a 14)
Figu a 14: Mic òme e de p essió mesu an el g uix d'un èx il imp ès (Fon : elabo ació p òpia)
a
b
c
22
3.3.2. Pa àme es uncionals
Els pa àme es uncionals dels èx ils imp esos es ca ac e i zen amb els assajos ob ingu s a a és dels assajos selecciona s
desc i s a con inuació (20):
- L’assaig de acció p opo ciona in o mació quan i a i a sob e la esis ència dels èx ils imp esos a una o ça axial.
Aques ipus d’assaig s’aplica habi ualmen en eixi s de calada, de mane a que els esul a s ob ingu s pe me en
a alua el g au de simili ud es uc u al i uncional en e el ma e ial imp ès i un eixi con encional.
- L’assaig de esis ència a l’escla a alua la esis ència del ma e ial a una de o mació mul iaxial, simulan una
cà ega dis ibuïda en una zona conc e a del eixi . Aques assaig és comunamen u ili za pe a eixi s de pun ,
de mane a que la se a aplicació als eixi s imp esos pe me anali za el seu compo amen da an es o ços no
di eccionals.
- L’assaig de igidesa a la lexió mesu a la esis ència del eixi a de o ma -se en doblega -se. La capaci a de
ecupe ació de l’a uga és una p opie a ca ac e ís ica dels ma e ials èx ils, especialmen impo an en la
con ecció de p oduc es d’indumen à ia, pe a la lla o ècnics. Pe exemple, una camisa sense a ugues ind à un
aspec e més poli . Igualmen , eixi s usa s en endes o pa acaigudes han de ecupe a la o ma desp és de se
plega s pe unciona co ec amen .
- L’assaig de l’angle de ecupe ació alo a la capaci a de ecupe ació del ma e ial desp és d’una de o mació pe
plegamen , essen un al e indicado clau del con o . Aques pa àme e és especialmen elle an en l’àmbi de
la con ecció, ja que in lueix di ec amen en la pe cepció es è ica i uncional del eixi en l’ús habi ual.
23
3.3.2.1. Assaig de acció
Pe du a e me l’assaig de acció o assaig de cà ega i alla gamen a la up u a pe acció axial, s’ha emp a el dinamòme e
de acció e ical Tensokid de la ma ca USTER, equipa amb mo daces especials pe a eixi s, del labo a o i de ísica èx il
de la secció d’Enginye ia Tèx il (SAET) del Depa amen de Ciència i Enginye ia de Ma e ials (CEM) de la UPC a Te assa
(Figu a 15).
3 15: Mo dasses del dinamòme e du an l’assaig d’una p o e a de ul (Fon : elabo ació p òpia)
La no ma i a que s’emp a habi ualmen en aques assaig és UNE-EN ISO 13934-1 (21), a causa de les limi acions de
ma e ial i emps d’imp essió, s’han adap a les condicions d’assaig al com es esumeix en la Taula 2.
Taula 2: Adap acions aplicades a la no ma UNE-EN ISO 13934-1 pe a du a e me l’assaig de acció en els èx ils imp esos
Condició ecollida a la no ma i a
Pa àme es emp a s i modi icació
Amplada de la p o e a igual a l’amplada de les
mo daces
Amplada de la p o e a és in e io a l’amplada de les
mo daces
La mida de les p o e es és de 200 mm × 50 mm ±
0,5 mm
La mida de les p o e es es de 120 mm × 25 mm ±
0,5 mm
5 p o e es en sen i o di i 5 en sen i ama
3 p o e es en sen i ”o di ” i 3 en sen i “ ama”
U ili za en eixi s de calada que enen ama i o di
U ili za en èx il imp ès conside a la ama i l’o di
com en el pun an e io (Figu a 13)
Longi ud d’assaig4 de 100 mm
Longi ud l’assaig de 100 mm
4
Longi ud d’assaig: dis ancia en e dos pun s ú ils de pinçamen d’un disposi iu d’assaig.
24
Pe eali za aques assaig s’han alla 3 p o e es de cada mos a en sen i de l’o di i 3 en sen i de la ama de 120 mm ×
25 mm. Aques es s’han col·loca en es les mo dasses, sepa ades a una dis ància inicial de 100mm. Pos e io men , a a és
del p og ama s’ha ac i a el sis ema pe comença a exe ci la ca ega en sen i axial. Un cop s’ha enca la p o e a l’assaig
ha acaba .
Els pa àme es ob ingu s en aques assaig són: la o ça màxima
5
(Fmax) aplicada pe enca la p o e a en sen i axial
(exp essada en N), i l’alla gamen
6
a up u a, equi al a l’inc emen de longi ud espec e a la longi ud inicial (de o mació
de la p o e a) en el momen del encamen (exp essa en %).
3.3.2.2. Assaig de esis ència a l’escla
Pe du a e me l’assaig de esis ència a l’escla s’ha emp a l’escla òme e PnuBu s de la ma ca SDL A las, del labo a o i
de ísica èx il de l’Ins i u d’In es igació Tèx il i Coope ació Indus ial de Te assa (INTEXTER) de la UPC a Te assa
(Figu a 16).
Figu a 16: escle òme e du an un assaig amb una p o e a de ul (Fon : elabo ació p òpia)
L’assaig s’ha eali za seguin les especi icacions ècniques es able es a la no ma ISO 13938- 1 i 2, amb una modi icació
en el nomb e de p o e es u ili zades. Conc e amen , s’han assaja es p o e es, de 25 cm × 25 cm, en lloc de les deu
5
Fo ça màxima: o ça màxima egis ada en el momen en què la p o e a es enca du an l’assaig de acció eali za en
les condicions especi icades.
6
Alla gamen : aó de l’ex ensió d’una p o e a en longi ud inicial.
31
4.2. Desen olupamen de èx ils mp esos mi jançan FDM
El desen olupamen de èx ils imp esos o ma pa del p océs d’expe imen ació p è iamen desc i . En una p ime a ase,
s’ha du a e me un es udi p elimina sob e di e en s es uc u es gene ables mi jançan el mè ode de l’in ill i modela ge
digi al, amb la inali a d'iden i ica aquelles ipologies es uc u als que pod ien esul a més elle an s pe la se a aplicació
en el camp del èx il cen a en la indumen à ia.
Pe a aques a inali a , s’han elabo a un o al de deu p o e es: cinc u ili zan exclusi amen el mè ode d’in ill, i cinc més
que combinen aques mè ode amb supe posicions digi als de i ades del modela ge 3D. A pa i d’aques conjun inicial de
mos es, s’han selecciona qua e p o e es que, o i p esen a e o s o limi acions, són ep esen a i es del p océs
d’ap enen a ge i millo a. Aques es mos es han apo a obse acions clau que han pe mès op imi za les con igu acions
pos e io s emp ades en la ase de ca ac e i zació (Taula 5).
Taula 5: Selecció de qua e mos es amb les se es ca ac e ís iques i obse acions
Mos a
Ima ge
Desc ipció
Obse acions
In ill de eixa
In ill de eixa de 70%
amb al u a de capa 0,08
mm
P oblemes pe eu e de
la placa degu a la se a
agili a
In ill iangula
In ill de 30% iangula
amb al u a de capa 0,8
mm
Es uc u a massa ígida i
g uixuda
Supe posició de capes
amb columnes
P ime a capa d’in ill de
15% eixa amb al u a de
capa 0,8 mm i segona
capa dissenyada en
SolidWo ks opaca amb
al u a de 0,8
Flexible pe ò poc elàs ic
32
Supe posició de capes
amb co bes
P ime a capa d’in ill
lineal al 30% amb al u a
de capa 0,08 i segona
capa dissenyada en
SolidWo ks opaca amb
al u a de 0,8mm
Les co bes són massa
p onunciades i no
s’aconsegueix l’e ec e
d’elas ici a que es desi ja
En la Figu a 21 es po eu e el compo amen de la mos a “Supe posició de capes amb co bes” un cop s’han op imi za
els pa àme es menciona s en les obse acions especi icades en la Taula 5. Pe un cos a p esen a mol a elas ici a (Figu a
21b) en can i, pe l’al e cos a és ígid (Figu a 21a).
Figu a 21: Compo amen del èx il imp ès “Supe posició de capes amb co bes”: èx il en es a neu e (a), èx il es i a pel cos a d e (b)
i èx il es i a pel cos a esque e (c) (Fon : elabo ació p òpia)
A pa i dels esul a s ob ingu s, s’ha de e mina la impo ància de di e sos ac o s, en especial de la quan i a de capes que
con o men el èx il, és a di , el g uix i la densi a d’in ill, ja que aques s pa àme es incideixen di ec amen en la lexibili a ,
la esis ència mecànica i la capaci a d’adap ació del ma e ial al cos humà, així com en l’e iciència del emps i el consum
ene gè ic du an la imp essió.
a
b
c
33
4.3. De inició del disseny d’expe imen s
El disseny d’expe imen s consis eix en un p ime bloc on s’anali za la in luència es uc u al. En unció dels esul a s
ob ingu s s’han de e mina els pa àme es del segon bloc on s’ha anali za la in luència del ma e ial.
4.3.1. Bloc I: In luència es uc u al
En el p ime bloc d’assaig s’ha a alua la in luència es uc u al dels èx ils imp esos. A pa i del mè ode de l’in ill s’han
selecciona es ipologies d’es uc u es que més semblança isual p esen en amb el ul, conc e amen , l’es uc u a
ec ilínia, usc d’abella i iangula . A cada es uc u a se li han a ibuï pa àme es di e en s d’imp essió, pe compli
equisi s de lexibili a , esis ència, ac e, e c. (Taula 6).
Taula 6: Pa àme es d'imp essió de les p o e es amb es uc u a ec ilínia, usc d'abella i iangula
Pa àme es
Es uc u a Rec ilínia
Es uc u a de Rusc
d’Abella
Es uc u a T iangula
Diàme e del b oque (mm)
0,4
0,4
0,4
Veloci a olumè ica (mm3/s)
2-4
2-4
2-4
Flow a io
1.0
1.0
1.0
Tempe a u a del b oque (Cº)
220 - 240
220 - 240
220 - 240
Alçada de capa (mm)
0,2
0,2
0,2
Re acció
OFF
OFF
OFF
Densi a (%)
40
40
75
G uix (mm)
0,4
0,4
0,3
Du ació (min)
20
60
60
Ima ge mic oscopi
34
Un cop iniciades les p o es de ca ac e i zació, s’ha cons a a que les p o e es amb es uc u es ec ilínies i de usc d’abella
no són ap es pe se a aluades amb ins umen s d’assaig èx il con encionals, ja que no p esen en un compo amen mecànic
compa able al d’un eixi adicional. En can i, l’es uc u a iangula ha es a l’única que ha exhibi un compo amen més
p ope al d’un eixi , cosa que pe me una ap oximació més iable als pa àme es èx ils habi uals.
4.3.2. Bloc II: In luència del ma e ial
A conseqüència dels esul a s explica s en l’apa a an e io , s’ha is necessa i e una segona i e ació, pe la qual cosa
s’han epe i els assajos emp an ilamen s de TPU amb di e en s ni ells de du esa, amb l’objec iu d’ob eni dades su icien s
que pe me in es abli una compa ació signi ica i a amb les p opie a s del ul.
A con inuació, a la Taula 7, es p esen en els pa àme es selecciona s pe assoli uns equisi s de lexibili a , esis ència i
ac e més p ope s als del ul.
Taula 7: Pa àme es d'imp essió de les p o e es amb es uc u a iangula amb di e en s igideses de TPU
Pa àme es
Es uc u a iangula de
TPU 95 A
Es uc u a iangula de
TPU 82 A
Es uc u a iangula de
TPU 95 A Foamy
Diàme e del b oque
(mm)
0,4
0,4
0,4
Veloci a olumè ica
(mm3/s)
2-4
1-2
1.5 - 3
Flow a io
1.0
1.0 - 1.05
1.05 - 1.1
Tempe a u a del
b oque (Cº)
220 - 240
220 - 235
230 - 250
Alçada de capa (mm)
0,2
0,2
0,2
Re acció
OFF
OFF
OFF
Densi a (%)
65
70
64
G uix (mm)
0,3
0,3
0,3
Du ació (min)
30
45
45
35
5. Pa II: Ca ac e i zació de Tèx ils Imp esos
5.1. Resul a s dels pa àme es e uc u als
A con inuació es poden obse a els pa àme es es uc u als dels èx ils imp esos en a alua la in luència a l’es uc u a de
l’in ill (Taula 8):
Taula 8: Pa àme es es uc u als de les es uc u es ec ilínies, usc d'abella i iangula
Re e ència
G ama ge (g/𝒎𝟐)
G uix (mm)
Es uc u a Rec ilínia
169
0,50
Es uc u a de Rusc
d’Abella
252
0,30
Es uc u a T iangula
245
0,35
Els pa àme es es uc u als ob ingu s de les di e en s amb es uc u a iangula de g aus de igideses di e en s mos en a
con inuació (Taula 9):
Taula 9: Pa àme es es uc u als de les p o e es d'es uc u a iangula
Re e ència
G ama ge (g/
𝒎𝟐
)
G uix (mm)
TPU 95 A
162
0,25
TPU 82 A
170
0,25
TPU 95 A Foamy
171
0,25
Els pa àme es es uc u als del ul són els següen s (Taula 10):
Taula 10: Pa àme es es uc u als del ul
Re e ència
G ama ge (g/
𝒎𝟐
)
G uix (mm)
Tul
13
0,15
36
5.2. Resul a s dels pa àme es uncionals
5.2.1. Assaig de acció axial
5.2.1.1. E ec e de l’es uc u a da an la o ça màxima
A con inuació es p esen en els esul a s ob ingu s de la o ça màxima amb l’assaig de acció axial, an en la di ecció
equi alen a l’o di com en el de la ama, de l’es uc u a ec ilínia, usc d’abella i iangula (Taula 11).
Taula 11: Resul a s a e ec e de l’es uc u a de la o ça màxima exe cida en sen i co esponen a l’o di i de la ama de les es uc u es
ec ilínies, usc d’abella i iangula de l'assaig de acció axial
Re e ència
Fmax – di ecció o di (N)
Fmax – di ecció ama (N)
Es uc u a Rec ilínia
La mos a no s’ha enca
La mos a no s’ha enca
Es uc u a de Rusc d’Abella
La mos a no s’ha enca
La mos a no s’ha enca
Es uc u a T iangula
23,4 ± 1,1
22,2 ± 0,8
Tul
17,3 ± 4,2
10,2 ± 2,2
Les mos es de èx ils imp esos amb es uc u a ec ilínia (Figu a 26a) i de usc d’abella (Figu a 26b) no han mos a un
compo amen equipa able al d’un eixi con encional. Du an els assaigs de acció, les p o e es no s’han a iba a enca
o i aplica una o ça de ~ 28,1 N ± 2,6, supe io a la o ça que no malmen s’exe ceix sob e un èx il con encional,
inalmen l’assaig s’ha hagu de pa a . L’única mos a que s’ha enca demos an un compo amen més semblan al del
ul ha es a la d’es uc u a iangula .
5.2.1.2. E ec e del ma e ial da an la o ça màxima
A con inuació es p esen en els esul a s ob ingu s de la o ça màxima amb l’assaig de acció axial, an en la di ecció
equi alen a l’o di com en el de la ama, de l’es uc u a iangula (Taula 12).
Taula 12: Resul a s a e ec e del ma e ial de la de o ça màxima exe cida en sen i co esponen l’o di i de la ama
de l'assaig de acció
Re e ència
Fmax – di ecció o di (N)
Fmax – di ecció ama (N)
TPU 95 A
17,5 ± 0,2
17,9 ± 3,8
TPU 82 A
13,7 ± 1,1
13,3 ± 0,3
TPU 95 A Foamy
14,1 ± 0,5
13,4 ± 2,5
Tul
17,3 ± 4,2
10,2 ± 2,2
37
Els esul a s mos a s en la Taula 12, s’han ep esen a g à icamen a con inuació (Figu a 22):
Figu a 22: Fo ça màxima exe cida co esponen al sen i de l’o di i la ama en l'assaig de acció a e ec e del ma e ial
5.2.1.3. E ec e de l’es uc u a en l’alla gamen a la o ça màxima
A con inuació es p esen en els esul a s ob ingu s de l’alla gamen a la o ça màxima amb l’assaig de acció axial, an en
la di ecció equi alen a l’o di com en el de la ama, de l’es uc u a ec ilínia, usc d’abella i iangula (Taula 13).
Taula 13: Resul a s a e ec e de l’es uc u a de l’alla gamen a la o ça màxima exe cida en sen i co esponen a l’o di i de la ama de
l'assaig de acció axial
Re e ència
Alla gamen - di ecció o di (%)
Alla gamen – di ecció ama (%)
Es uc u a Rec ilínia
La mos a no s’ha enca
La mos a no s’ha enca
Es uc u a de Rusc
d’Abella
La mos a no s’ha enca
La mos a no s’ha enca
Es uc u a T iangula
136,6 ± 12,3
111,3 ± 9,4
Tul
39,4 ± 6,6
93,1 ± 52,1
Tal com s’ha explica en l’apa a an e io , les mos es de èx ils imp esos amb es uc u a ec ilínia (Figu a 26a) i de usc
d’abella (Figu a 26b) no han mos a un compo amen equipa able al d’un eixi con encional, ja que no s’han a iba a
enca . L’alla gamen ha a iba a un alo de ins a ~ 184,8,6% ± 19,4 abans de pa a -se l’assaig. L’única mos a que s’ha
enca demos an un compo amen més semblan al del ul ha es a la d’es uc u a iangula .
0
5
10
15
20
25
TPU 95 A TPU 82 A TPU 95 A Foamy Tul
Fo ça màxima (N)
Re e ència
O di
T ama
38
5.2.1.4. E ec e del ma e ial en l’alla gamen a la o ça màxima
A con inuació es p esen en els esul a s ob ingu s de l’alla gamen a la o ça màxima ob ingu s amb l’assaig de acció
axial, an en la di ecció equi alen a l’o di com en el de la ama, de l’es uc u a iangula (Taula 14).
Taula 14: Resul a s a e ec e de l’es uc u a de l’alla gamen a la o ça màxima exe cida en sen i co esponen a l’o di i de la ama de
l'assaig de acció axial
Re e ència
Alla gamen - di ecció o di (%)
Alla gamen – di ecció ama (%)
TPU 95 A
98,9 ± 10,9
103,2 ± 51,9
TPU 82 A
98,5 ± 30,6
100,9 ± 34,3
TPU 95 A Foamy
61,8 ± 6,8
46,3 ± 11,4
Tul
39,4 ± 6,6
93,1 ± 52,1
Els esul a s mos a s en la Taula 14, s’han ep esen a g à icamen a con inuació (Figu a 23):
Figu a 23: Alla gamen a la o ça màxima exe cida en sen i co esponen a l’o di i la ama en l'assaig de acció a e ec e del ma e ial
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
TPU 95 A TPU 82 A TPU 95 A Foamy Tul
Alla gamen (%)
Re e ència
O di
T ama
39
5.2.1.5. Pa ons de up u a de èx ils imp esos
Tal com es po obse a , que en l’o ien ació del ama en la di ecció de inida com a equi alen a o di , les mos es an
p esen a ce a endència a un encamen en angle (Figu a 24), men e que en di ecció ama el encamen a se en
di ecció ans e sal ( o man un angle de 90º espec e a la di ecció d’aplicació de la o ça) (Figu a 25).
Figu a 24: T encamen en sen i de l'o di de l'assaig de acció axial de l’es uc u a iangula :
du esa 95 A (a), du esa 82 A (b) i du esa 95 A Foamy (c) (Fon : elabo ació p òpia)
Figu a 25: T encamen en sen i de la ama de l'assaig de acció axial de l’es uc u a iangula :
du esa 95 A (a), du esa 82 A (b) i du esa 95 A Foamy (c) (Fon : elabo ació p òpia)
Aques compo amen s’explica pel e que la p o e a en di ecció de l’o di es à o mada pe línies de ma e ial disposades
e icalmen al lla g de la mos a. Aques a disposició p o oca que, en enca -se, l’esque da es p odueixi en un angle, de
mane a no lineal. Pe con a, la p o e a en di ecció de la ama p esen a les línies de ma e ial disposades ho i zon almen ,
a
b
c
a
b
c
40
i en aplica -hi o ça als ex ems, la ac u a es p odueix de mane a més egula i pa al·lela a la di ecció de la cà ega, seguin
una línia ho i zon al.
En la següen igu a, es po obse a com la p o e a d’es uc u a ec ilínia (Figu a 26a) i usc d’abella (Figu a 26b) s’han
alla ga ins al pun en el qual s’ha pa a l’assaig.
Figu a 26: Assaig de esis ència a la acció: es uc u a ec ilínia (a) i es uc u a de usc d’abella (b) (Fon : elabo ació p òpia)
5.2.1.6. Conclusions ex e es dels assajos de acció
A l'anali za els alo s de o ça màxima dels èx ils imp esos en e si, es po de e mina que el TPU amb du esa 95 A
p esen a majo esis ència a la acció, i é un alo en la di ecció de l’o di mol semblan al del ul. Els èx ils imp esos
p esen en a iacions en e la di ecció de l’o di i de la ama d’en e un 2,29% i 9,53%, pe con a, el ul p esen a una
di e ència del 41%. Aques a di e ència es deu al e que els èx ils imp esos es an o ma s pe es uc u es egula s i
homogènies que es epe eixen al lla g de o a la supe ície a di e ència dels eixi s de pun —com en aques cas el ul—,
que mos en una di e ència conside able en el compo amen mecànic segons si se’ls aplica o ça en el sen i de l'o di o de
la ama. Aques enomen es deu a l'aniso opia
11
p òpia del eixi , p o ocada pe la se a es uc u a in e na i pe les ensions
gene ades du an el seu p océs de ab icació.
En el con ex d’aques assaig, en compa a un èx il imp ès amb el ul, s’obse a que, a mesu a que es disminueixen la
du esa (i, pe an , igidesa) del ilamen d’imp essió, el compo amen esde é més simila en el sen i de la ama.
11
Aniso opia: p opie a de a iació de les p opie a s ísiques en se mesu ades des de di e en s di eccions.
a
b
47
5.2.4. Assaig de l’angle de ecupe ació
5.2.4.1. E ec e del ma e ial
Finalmen , les mos es de TPU 95 A, 82 A, 95 A Foamy, jun amb la mos a de compa ació, el ul, s’han so mès a un assaig
de l’angle de ecupe ació o angle de ecupe ació. Els angles d’a uga an en el sen i co esponen a l’o di com a la ama
es mos en en la Taula 20.
Taula 20: Resul a s expe imen als ex e s de l’assaig de igidesa a la lexió.
Re e ència
Angle d’a uga - di ecció o di (º)
Angle d’a uga – di ecció ama (º)
TPU 95 A
164 ± 4,1
160,5 ± 2,6
TPU 82 A
162,5 ± 3,6
168 ± 6,6
TPU 95 A Foamy
158,5 ± 4,2
157,5 ± 4,3
Tul
146 ± 6,2
154,5 ± 3,4
Els esul a s mos a s en la Taula 20 s’han ep esen a g à icamen a con inuació (Figu a 33):
Figu a 33: Mesu es expe imen als de l'angle de ecupe ació
5.2.4.2. Conclusions ex e es de l’assaig de l’angle de ecupe ació
Tal com s’obse a a la G à ica 5, no es de ec en di e ències signi ica i es en e les di e en s mos es de èx ils imp esos.
Els alo s d’angle ob ingu s són o ça obe s, e que indica una bona capaci a de ecupe ació da an les a ugues. Això
con i ma que, en gene al, es ac a de èx ils amb una du esa baixa, una ca ac e ís ica di ec amen elacionada amb la
sensació de comodi a en l’ús. A més, en compa a -los amb el eixi con encional, no s’hi obse en a iacions subs ancials,
la qual cosa pe me conclou e que els èx ils imp esos p esen en una capaci a de desa uga mol simila a la del ul.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
TPU 95 A TPU 82 A TPU 95 A Foamy Tul
Angle de ecupe ació (º)
Re e ència
O di
T ama
48
6. Pa III: Disseny d’una Peça d’Indumen à ia amb Tèx ils Imp esos
El desen olupamen d’aques a pa del p océs es po desc iu e en les següen s ases:
- Concep e, inspi ació i disseny
- E olució del pa ona ge del es i
- Imp essió d’encaixos
- Disseny de les unions
- Resul a inal
6.1. Concep e, inspi ació i disseny
El concep e i la inspi ació del disseny del es i s’ha inspi a en la adició a esanal de l’encaix i del pun de c eu pe c ea
una e sió digi al i ecnològica d’aques a mes ia. Els dissenys de les igu es que apa eixen en els èx ils imp esos pa eixen
del Moodboa d (Figu a 34) que s’ha c ea amb el p opòsi de se i d’inspi ació. El colo de ilamen que s’ha escolli pe
c ea el es i ha es a el salmó, ja que a pa de se un dels pocs colo s càlids de TPU que s’o e eix en el me ca , acompanya
el discu s delica que es ol aconsegui com a esul a .
Pe al a banda, ambé s’ha con empla el componen de sos enibili a du an el disseny del es i , un dels objec ius que s’ha
ixa és que os una peça ci cula o que seguís els p incipis de l’eco-disseny. Pe aques mo iu, s’ha plan eja en un p ime
momen e un es i d’un sol ma e ial (TPU) i amb unions mecàniques (bo ons de PLA modula s), cosa que pe me o
així un àcil i desmun a ge un òp im ecicla . D’aques a mane a s’a o ga a la peça un majo alo a egi , ja que es poden
emp a els bo ons com accesso is i in e can ia -los a con eniència.
Figu a 34: Moodboa d pel disseny de les igu es d'encaix imp ès (Fon : elabo ació p òpia)
49
6.2. E olució del pa ona ge del es i
El pa ó del es i s’ha hagu de modi ica en di e ses ocasions pe adap a -se a di e en s desa iamen s. La secció següen
de alla cada elecció de disseny i la se a e olució. En o s els casos, s’ha hagu de digi ali za el pa ó en Rhinoce os.
El concep e inicial del es i s’ha cen a en la aldilla de qua de ce cle (Figu a 35). No obs an això, du an la ase de
p o o ipa en pape s’ha pogu de e mina la di icul a de di idi -lo en seccions meno s a l’à ea d’imp essió de 25 cm ´ 25
cm.
Figu a 35: Pa ó digi ali za de la p ime a opció (Fon : elabo ació p òpia)
Pe aques mo iu, s’ha de ini un segon en ocamen , que consis eix a p end e mesu es d’un es i exis en , digi ali za -lo i
pos e io men di idi el disseny en seccions sepa ades in e io s a l’à ea d’imp essió (Figu a 36).
Figu a 36: Mei a esque a de pa ó digi ali za da an e digi ali za (Fon : elabo ació p òpia)
50
Desp és d’ha e ec ea el p o o ip en pape i ela s’ha de ec a una manca d’equilib i isual. Pe aques mo iu s’han
modi ica dues de les cin es ho i zon als pe e icals al com es po eu e en la Figu a 37, on mos a el dibuix del disseny
inal.
Figu a 37: Dibuix del es i amb pa s especi icades: da an (a) i da e e (b) (Fon : elabo ació p òpia)
A con inuació es poden eu e el pa ons que con o men el es i . P ime amen el pa ó esque a da an e . (Figu a 38a). El
pa ó de da e e de la pa esque a és p àc icamen igual al de da an a excepció dels 12 aus (Figu a 38b). També es oba
el pa ó de l’esco esque e. (Figu a 38c).
Figu a 38: Mei a esque a del pa ó digi ali za di idi pe seccions: da an (a) i da e a amb aus (b) esco (c) (Fon : elabo ació p òpia)
a
b
c
51
6.3. Imp essió d’encaixos
Cada secció del es i p esen a un disseny di e en , o s ells imp esos amb TPU 82 A, un ma e ial escolli pe les se es
excel·len s p opie a s d’elas ici a i adap ació al cos. A con inuació, es mos en els dissenys dels encaixos imp esos u ili za s
en cada pa del es i , amb la se a desc ipció co esponen . També es quan i ica el nomb e de peces necessà ies i
s’especi ica el emps o al d’imp essió eque i pe a cada secció del conjun (Taula 21).
Taula 21: Dissenys dels encaixos del es i , desc ipció, nomb e de peces i emps o al d’imp essió de cada pa del es i
Pa del
es i
Disseny de l’encaix
Desc ipció
Nomb e
de peces
Temps
d’imp essió
de cada
pa
Ti an s
El dibuix d’aques lo é un
in ill de línia del 60 %. El
g uix és de 0,8 mm
24
2
Esco
Aques a secció es à dissenyada
amb Rhino i e a amb un in ill
de línies del 35 %. El g uix és
de 0,5 mm.
2
4
Cosse
La p ime a capa és un
ec angle dissenya amb Rhino,
e amb un in ill de línies del
25 %. El g uix és de 0,8 mm.
La segona capa és el dibuix,
e amb un in ill ec ilini del 75
%.
4
4
Pa
supe io
La p ime a capa és un
ec angle dissenya amb Rhino,
e amb un in ill de g aella del
45 %. El g uix és de 0,8 mm.
La segona capa és el dibuix,
e amb un in ill de g aella del
15 %, amb una capa de closca
in e io i una capa de closca
4
6
52
supe io . El g uix ambé és de
0,8 mm.
Faldilla
La p ime a capa és un
ec angle dissenya amb Rhino,
e amb un in ill de g aella del
20 %. El g uix és de 0,6 mm.
La segona capa és el dibuix,
e amb un in ill de línies del
60 %. El g uix és de 0,5 mm.
12
15
Pa in e io
La p ime a capa és un
ec angle dissenya amb Rhino,
e amb un in ill de g aella del
80 %. El g uix és de 0,5 mm.
La segona capa és el dibuix,
e amb un in ill de g aella del
80 %. El g uix és de 0,5 mm.
12
6
El emps o al dedica a la imp essió del es i ha es a de 37 ho es e ec i es de uncionamen con inu de la imp esso a.
Aques càlcul no inclou el emps addicional des ina al can i de ilamen , a l’ex acció de les peces del lli d’imp essió ni a
les asques logís iques in e mèdies necessà ies pe ga an i la con inuï a del p océs.
6.4. Disseny de les unions
Pel disseny del es i s’han conside a dos ipus d’unions di e en s: pe una banda, les di e en s seccions del pa ó que
s’uneixen en e si, i pe al a banda la del sis ema d’obe u a i ancamen pe posa i eu e àcilmen el es i . S’han plan eja
qua e mè odes di e en s: pe usió, cosi , sis ema d’encla amen , i bo ona . En la Taula 22 es de alla una anàlisi de cada
ipologia de ancamen .
Taula 22: A an a ges i desa an a ges dels mè odes d'unió
Mè odes d’unió
A an a ges
Desa an a ges
U ili a que se li ha a ibuï
Fusió
És un mè ode e ec iu, i
s’e i a la in oducció de
nous ma e ials
Els esul a s són i egula s i
i e e sibles. A més que es
p odueixen gasos du an usió
del TPU
S’ha u ili za pe uni les lo s
que con o men els i an s.
Cosi
És un mè ode ep oduïble i
àcil d’u ili za .
S’in odueix un ma e ial nou
que di icul a el ecicla .
S’ha u ili za pe uni o es les
seccions en e si.
Encla amen
No s’in odueixen nous
ma e ials.
Reque eix d’un disseny
p elimina de l’es uc u a
d’encla amen que s’ha
d’inclou e en o s els lími s de
cada secció.
No s’ha u ili za en aques
es i .
53
Bo ons
És un concep e senzill i
àcil d’emp a .
S’han de dissenya de o ma
p elimina dels aus.
S’ha emp a en la pa
pos e io del es i pe
acili a l’obe u a i el
ancamen . Els bo ons s’han
e amb PLA pe què siguin
més ígids.
A pa i d’aques a a aluació de mè odes d’unió s’ha de e mina que o es les peces que con o men el es i s’han uni
mi jançan el cosi a a és d’una màquina de cosi . En can i, pe dona solució a l’obe u a i ancamen del es i s’ha
emp ès sis ema de bo ona . Aques mè ode ha es a concebu amb l’objec iu de pe me e la modula i a dels bo ons, de
mane a que aques s es puguin ex eu e i in e can ia en e di e en s models (Figu a 39).
Figu a 39: Il·lus ació dels bo ons: pe il (a) i plan a (b) (Fon : elabo ació p òpia)
Amb aques a es a ègia s’e i a la inco po ació de nous ma e ials i e o ça el comp omís amb els p incipis del disseny
ci cula . A con inuació es demos a el uncionamen d’aques sis ema de bo ona (Figu a 40).
Figu a 40: Sis ema de ancamen del es i : sis ema de bo ona anca (a), desbo ona d’un bo ó (b) i e i ada comple a del bo ó (c) (Fon :
elabo ació p òpia)
a
a
b
b
c
54
6.5. Resul a inal
A con inuació es po eu e el esul a inal del es i pe da an (Figu a 41a) i el da e a (Figu a 41b).
Figu a 41: Ves i eali za ín eg amen amb èx il imp ès: da an (a) i da e e (b) (Fon : elabo ació p òpia)
El p océs d’imp essió 3D del es i ha pe mès alida la iabili a de c ea una peça d’indumen à ia uncional mi jançan
ecnologia addi i a i ma e ial lexible. El compo amen del es i és sa is ac o i pel e que mos a una es uc u a lexible,
lleuge a i adap ada al cos humà (Figu a 42 i 43).
Gene almen , no s’han de ec a limi acions elacionades amb la imp essió ni amb l’adhe ència de les peces. De ca a a
u u es i e acions, es pod ia op imi za el mè ode d’unió pe e i a la in oducció de nous ma e ials, com el il en aques
cas, que di icul an el seu ecicla ge.
Aques p ojec e ha pe mès adqui i una comp ensió p àc ica de la in eg ació en e disseny digi al, imp essió 3D i
uncionali a dels èx ils imp esos, ob in no es ies d’expe imen ació en el camp del disseny ècnic i la inno ació en moda.
a
b
55
Figu a 42: Ima ge del es i imp ès sob e el cos humà o og a ia pe @Monaco__________
Figu a 43: Ima ge del es i imp ès sob e el cos humà o og a ia pe @Monaco__________
56
7. Anàlisi i Valo ació de les Implicacions Ambien als i Socials
7.1. Implicació ambien al
A l’ho a d’anali za les implicacions ambien als del p ojec e, s’ha conside a que aques é es ases: una ase de p ojec ació
que co espon al desen olupamen d’aques p ojec e, una ase d’implemen ació a la indús ia que implica ia la se a
ab icació, i una ase de desman ellamen que ind ia lligada al i de ida del p oduc e.
Quan a la ase de p ojec ació, cal des aca que s’hi oben dos aspec es p incipals: l’ene gia consumida i la gene ació de
esidus. Pel que a a la p ime a, s’ha e una es imació sob e el consum ene gè ic du an el desen olupamen d’aques
p ojec e, que és de 18,6 kWh (conside an que el consum elèc ic mi jà d’una imp esso a és 120 wa s i ha es a uncionan
du an 155 h). Pel que a a la segona, en aques p ojec e, s’ha imp ès el necessa i pe adqui i el coneixemen adequa i
pode e els assajos de labo a o i pe al d’es al ia ma e ial i ene gia. To es les mos es c eades s’han acaba u ili zan pe
e un mos a i, pe la qual cosa no hi ha hagu esidus.
Pel que a a la ase d’implemen ació en la indús ia del es i s’hi oben com a pila s onamen als el consum ene gè ic, la
gene ació de esidus i la ma è ia p ime a. El consum ene gè ic de les imp esso es FDM depèn en g an mane a de la eloci a
i g uix d’imp essió, alo s que es poden op imi za en la con igu ació pe edui el consum ene gè ic (26). En compa ació
amb un es i de poliès e elabo a de o ma con encional cal des aca que aques passa pe mol s p ocessos di e sos que
no només suposen una al a pe jada ene gè ica sinó ambé híd ica, inexis en en el cas del es i imp ès. A di e ència d’un
es i con encional, quasi no es gene en esidus, ja que només s’imp imeix el necessa i. En can i, els p ocessos
d’elabo ació èx il s’acaben gene a esidu sob e o en la con ecció de la peça. Pel que a al ma e ial, a ui dia l’únic que
p esen a p opie a s lexibles és el TPU, que a pesa de se una al e na i a més ecològica a al es ipus de plàs ic (27), e
con inua oban majo i à iamen com a de i a del pe oli. Desa o unadamen en l’ac uali a hi ha mol poca o e a de
ilamen ecicla o biodeg adable en el me ca , pe ò hi ha indicado s que demos en un c eixemen en l’in e ès d’aques
ipus d’al e na i a sos enible.
En la ase de desman ellamen o, cosa que és el ma eix, al i de ida del p oduc e, cal des aca que o i ha e dissenya el
es i de o ma ci cula conside an l’ús d’un sol ma e ial amb bo ons modula s, el e d’ha e emp a el cosi com a mè ode
d’unió, di icul a el ecicla ge indus ial. Pe an , el es i ac ual é ce es limi acions en aques aspec e, com a solució es
pod ia edissenya el mè ode d’unió pe usió o encla amen els quals no necessi en ningun al e componen .
El p ojec e ha ingu en comp e les implicacions ambien als al lla g de o el seu cicle de ida: p ojec ació, implemen ació
i desman ellamen . Du an la ase de desen olupamen s’ha op imi za el consum ene gè ic i no s’han gene a esidus. A
escala indus ial, l’ús de la imp essió FDM edueix signi ica i amen an la pe jada ene gè ica com la gene ació de esidus
espec e als p ocessos èx ils con encionals. Finalmen , es p oposa e isa el sis ema d’unió pe acili a el ecicla ge i
a ança cap a un disseny més ci cula .
