Warum 3D-gedruckte Kleidung NICHT die Zukunft ist
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Formal Metadata
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| Number of Parts | 254 | |
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| Identifiers | 10.5446/53187 (DOI) | |
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Interface (computing)Computer programTwitterInternetComputer animationJSONLecture/Conference
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Tape driveData conversionWordComputer animationLecture/Conference
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Table (information)Interface (computing)Hausdorff spaceWordInterface (computing)Perspective (visual)Physical quantityInformationData conversionDistanceTable (information)Algebraic closureParameter (computer programming)Interface (chemistry)Computer animation
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TwitterCoin <Programmiersprache>Film editingInterface (chemistry)LinieVerdampfungExecution unitNumberMoistureMathematical structureSierpinski triangleModule (mathematics)ForceDesktopInformationAutoregressive conditional heteroskedasticitySoftware testingZusammenhang <Mathematik>Computer animationLecture/Conference
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Film editingGeometryPressureMoment (mathematics)Film editingHöheMathematical structureInterface (chemistry)RhombusDirection (geometry)SurfacePhysical quantityChainingGeometryFactorizationBogen <Mathematik>Form (programming)Grand Unified TheoryInterleavingGRADESpiralGeometryDruckwerk <Technik>Motion (physics)
20:17
ForceDiagramFactorizationVelocityForceNumberDiagramLattice (order)Execution unitMathematical structurePROBE <Programm>SoftwareAverageZahlForm (programming)HöheAnglePhysical quantityVapor barrierSupremumLecture/Conference
24:00
FactorizationSimilarity (geometry)InformationProgrammer (hardware)Druckwerk <Technik>Physical quantityPROBE <Programm>RhombusMischung <Mathematik>Mathematical structureFiberDirection (geometry)TrailGeometryGrad nHöheForestLecture/ConferenceComputer animation
29:45
Vapor barrierFiberMoment (mathematics)TrailMathematical structureDistanceForm (programming)AnamorphosisFilm editingInterface (chemistry)SoftwareSurfaceDiameterGRADE
35:08
Moment (mathematics)MoistureFiberAnordnung <Mathematik>Lösung <Mathematik>Representational state transferMikrometerbereichDiameterSupremumTwitterMathematical structureLecture/ConferenceComputer animation
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openSUSEComputer animation
Transcript: German(auto-generated)
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nicht die Zukunft ist. Kurze Frage ins Publikum, wer von euch hat schon mal selber irgendwas in 3D gedruckt? Bitte einmal die Hände hoch. Ja, das habe ich mir gedacht, das sind so, ich würde mal schätzen, 80 Prozent der Leute, die hier im Saal sind, kein Wunder, ist ja auch ein Fachthema, deswegen seid ihr wahrscheinlich auch alle hier. Zweite Frage, wer von
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euch hat schon mal versucht, Kleidung 3D zu drucken? Bitte erneut Handzeichen. Ja, da sehe ich vier Leute und wie ist es so gelaufen? So, was würdet ihr sagen? Mäßig. Ich sehe eine Person, die so versucht anzuzeigen, dass es super gelaufen ist, die anderen zeigen ja an mäßig bis gar nicht mal so gut.
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Wer von den Leuten, die sich am Anfang gemeldet haben, dass sie schon mal was in 3D gedruckt haben, hat schon mal darüber nachgedacht, Kleidung 3D zu drucken? Bitte auch noch mal Hände. Ja, das sind nochmal deutlich mehr. Wir sagen vielleicht so zehn Leute haben darüber nachgedacht. So, unsere nächste Speakerin, Rebecca, wird euch jetzt sagen, warum oder warum das vielleicht gar nicht so eine gute Idee ist, Klamotten in 3D zu drucken.
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Rebecca ist im Internet, vor allem auf Twitter unter dem Hashtag, unter ihrem Nickname Kuhfürstin bekannt und Rebecca ist Bekleidungstechnikerin. Das heißt, sie forscht an der Schnittstelle zwischen herkömmlicher Bekleidungsherstellung. Das heißt, sie hat schon in einem Modeunternehmen gearbeitet, aber auch schon am Theater und an einer Fernsehserie und auf der anderen Seite beschäftigt sie sich auch mit innovativen Techniken wie 3D-Druck und virtueller Bekleidungssimulation.
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Das heißt, sie beschäftigt sich auch damit, wie man einem Computerprogramm beibringt, dass ein Rock realistisch aussieht und realistisch an einer virtuellen Puppe hängt. So, und jetzt wünsche ich euch ganz, ganz viel Spaß mit dem Talk. Ich hoffe, dass ihr viel lernt, viel Spaß habt und bitte begrüßt unsere Speakerin Rebecca mit einem ganz, ganz großen Applaus. Vielen Dank.
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So, ich habe noch kurz Post bekommen, aber das soll mich nicht davon abhalten, einen Talk zu halten. Ja, herzlich willkommen. Schön, dass ihr alle da seid, hier im Saal und auch im Stream. Und weitere Post, okay.
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Viel los hier auf der Bühne. Okay, ich lese das dann vielleicht einfach später, aber es ist auf jeden Fall schon mal schön, dass das Postsystem funktioniert. Mein Talk heißt, warum 3D-gedruckte Kleidung nicht die Zukunft ist und es wird darum gehen, welche Eigenschaften 3D-gedruckte Kleidung hat und warum
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und was an der Stelle passieren müsste, damit es eine ernstzunehmende Möglichkeit für Alltagskleidung wäre. Und ich wurde ja gerade schon angekündigt als Bekleidungstechnikerin und für den Fall, dass jetzt jemand nicht weiß, dass Bekleidungstechnik überhaupt bedeutet, was das für ein komisches Wort ist. Bekleidung und Technik. Ganz kurze Erklärung. Das muss man sich so vorstellen. Wenn Kleidung
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hergestellt wird, dann gibt es an der einen Stelle das Design, den Entwurf, die Idee. Und die Umsetzung ist aber die Produktion. Das findet woanders statt. Das macht jemand ganz anderes. Und ganz grob gesagt kommt also eine Person, hat einen Design gemacht, hat gesagt hier, ich habe dieses
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Kleid entworfen, hat also ein schönes Bild, auf dem man ein bisschen was erkennen kann. Viel aber auch nicht. Und geht damit zur Produktion, zu einer Fabrik und sagt hier, mach doch mal dieses Kleid. Und dann fragt die Produktion höflich zurück, aber wo ist denn die Tabelle? Weil die Produktion möchte gerne alle Informationen haben über dieses Kleid.
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Und dann fragt das Design höflich zurück, was? Und dann sagt die Produktion, was? Und an dieser Stelle würde es dann quasi nicht mehr weitergehen. Denn die Produktion möchte wissen, welchen Stoff brauchen wir für dieses Kleid? Wie viel? Welche Größen sollen genäht werden? Wie viele Stück zahlen? In welcher Größe? Welche Maschinen brauchen wir dafür? Was soll auf den Pflegeetiketten stehen? Und wie soll der Abstand sein von den Pflegeetiketten
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in Zentimeter, von der Seitennaht nach oben? All das ist aus dieser Zeichnung nicht herauszulesen. Und an genau dieser Stelle kommt dann die Bekleidungstechnik ins Spiel, also die Schnittstelle zwischen Design und Produktion. Das heißt, es geht um die technische Umsetzung vom Design als eine Art Reality
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-Check. Was ist überhaupt umsetzbar und was muss man machen, damit es umgesetzt werden kann? Also da geht es um Materialien, um Qualität, aber auch um Preise, um Orte. Wo soll das Ganze produziert werden? Zu welchem Zeitpunkt? Alle diese Geschichten müssen geklärt werden und dafür ist die Bekleidungstechnik da. Und diesen Reality-Check, also diese Perspektive von, wie ist das überhaupt umsetzbar, habe ich eben auch angewendet auf den 3D-Druck.
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Und wenn man mal nach den Wörtern 3D-Druck und Kleidung sucht, dann kriegt man vielleicht so ähnliche Schlagzeilen oder Überschriften von News oder Artikeln. Also zum Beispiel der 3D-Druck wird viel Flexibilität in die Modebranche bringen. Oder
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die Kleidung der Zukunft. Oder kommt die Streetwear der Zukunft aus dem 3D-Drucker? Oder kann 3D-Druck die Modeindustrie umkrempeln? Vor ein paar Jahren waren die noch reicherischer. Da hieß es dann, ja, 2020 werden wir alle einen Drucker zu Hause haben und dann drucken wir uns morgens den Pullover und abends schmelzen wir den wieder ein und am nächsten Tag drucken wir uns einen neuen.
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Inzwischen sind diese Überschriften ein bisschen vorsichtiger geworden mit so einem Fragezeichen am Ende. Das ist schon mal ganz gut. Aber man sieht auch aus diesen Überschriften, dass da ganz viel Hoffnung dahinter steht, dass also jetzt sich was ganz großartig verändert, dass die ganze Modeindustrie umgekrempelt wird. Es steht auch diese Hoffnung der Nachhaltigkeit dahinter mit den Argumenten, dass das Verfahren nachhaltig ist und Nachhaltigkeit ja auch
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ein großes Thema in der Bekleidungsindustrie ist und die Frage, ob das an dieser Stelle jetzt die Lösung sein könnte. Und es gibt tatsächlich auch schon 3D-gedruckte Kleidungen. Also es ist jetzt nicht mal so was Neues und das ist jetzt nicht komplett unrealistisch. Und es wurden auch schon ganze Kollektionen 3D-gedruckt und ich zeige jetzt mal drei kleine Beispiele davon.
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Zum Beispiel die Kreation von Dani Pelleck, die hat ihre Abschlusskollektion in Israel, da hat sie eine Kollektion komplett 3D gedruckt, eine fünfteilige Kollektion. Und ein Beispiel ist also dieses zweiteilige Ensemble, das ihr hier rechts seht, ein Top und ein bodenlanger Rock.
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Dieser bodenlange Rock wurde komplett mit Desktop-Printern gedruckt, das bedeutet, er besteht aus Modulen, die nur A4-Größe haben, die dann aneinander gereiht miteinander verbunden wurden. Und das Besondere daran ist, dass er beweglich und flexibel ist, weil er einerseits aus flexiblem Filament gedruckt wurde und andererseits so eine Zickzack-Struktur hat, die es ermöglicht, da dran zu ziehen.
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Sie geht dann wieder zurück, das heißt, wenn man an diesem Rock zieht, dann hat er richtig so einen Sprung, der geht hoch und runter an dieser Stelle. Und die Jacke, die ihr da seht, das ist das erste 3D gedruckte Ready -to-Wear-Kleidungsstück, das man sich online bestellen kann in limitierter Auflage von 100 Stück.
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Und wenn man das dann kaufen möchte, dann kann man das für 1500 Dollar tun, kann sich das dann noch ein bisschen selber zusammenstellen, man kann sich die Farbe aussuchen und hinten so einen Schriftzug am Rücken machen und dann wird das auch schon in 100 Stunden gedruckt und dann hat man so eine Jacke. Ein anderes Beispiel ist von dem Design-Kollektiv Nervous System, die haben das Kinematics
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-System entwickelt und das besteht aus so Dreiecken, die mit Scharnieren miteinander verbunden sind. Das heißt, an dieser Stelle ist diese ganze Fläche dann flexibel, man kann sie bewegen, allerdings ist das aus hartem Material gedruckt, also das ist quasi wie fester Kunststoff.
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Es ist zwar beweglich, aber es klappert auch ein bisschen, wenn man damit dann durch die Gegend läuft. Nach einer Weile haben sie dann immerhin so eine Blickdichte-Variante entwickelt, also das rechts das Kleid, das basiert auf dieser selben Dreieckstruktur hat, aber diese Art von Blütenblättern noch oben drauf, das heißt, an dieser Stelle ist es blickdicht, aber eben aus einem sehr festen Material.
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Und ein drittes Beispiel ist das Pangolin-Dress, das auch aus einer Struktur besteht, aus verschiedenen Modulen, die sich ineinander schieben können oder ein bisschen übereinander schieben können in der Bewegung und auch dadurch ist so eine gewisse Flexibilität möglich. Dadurch kann man sich in dem Kleid also bewegen und diese Fläche bewegt sich mit.
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Und an dem war unter anderem Travis Fitch beteiligt, das ist ein Designer, der inzwischen in New York arbeitet und mit dem hatte ich Kontakt, den habe ich mal gefragt. Ich bin Bekleidungstechnikerin, ich möchte Zahlen haben und habe ihn gefragt, woher nehmt ihr denn überhaupt dann die Information, dass das für so ein Kleid geeignet ist, wenn ihr so eine Struktur entwickelt.
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Also woher sagt ihr jetzt, okay, das reicht jetzt an Elastizität, um das als Kleidung einzusetzen, macht ihr da irgendwie Labortests? Und er hat gesagt, naja, ich ziehe dann da dran und dann sage ich, ja, reicht oder reicht nicht. Und dann kam die Bekleidungstechnikerin in mir durch und ich habe gesagt, wie wäre es denn mit Zahlen?
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Und habe ihm dann also angeboten, mal diese Strukturen wirklich zu untersuchen, Laborprüfungen zu machen, um also rauszufinden, was da tatsächlich dahinter steckt, wie die Eigenschaften denn in Zahlen und Einheiten ausgerückt werden können.
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Und das waren jetzt nur drei von vielen Beispielen, es gibt auf Modenschauen, auf Laufstegen noch viele weitere. Und es ist klar, dass das Beispiele jetzt nicht für den Alltag sind, also das ist keine Alltagskleidung, das ist was ganz Besonderes, das sind Einzelfertigungen, das dauert teilweise Monate, bis das fertig gedruckt sind, besteht aus 300 verschiedenen Teilen, die zusammengefügt werden müssen.
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Aber diese Fragen, wird das die Modeindustrie umkrempeln, an dieser Stelle muss es ja um Alltagskleidung gehen, weil Einzelstücke auf einer Modenschau krempeln nicht die Modeindustrie um. Also da muss noch irgendwas passieren, bis das zur Alltagskleidung kommt. Und an dieser Stelle stelle ich dann die Frage, aber was muss denn diese Kleidung dann für Eigenschaften haben,
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um überhaupt als Alltagskleidung gelten zu können, also Kleidung, die wir jeden Tag und zu jeder Gelegenheit anziehen können. Und an dieser Stelle ist besonders wichtig, dass Kleidung erstmal bequem sein muss. Und wie bequem Kleidung ist, lässt sich durch den Tragekomfort ausdrücken und da gibt es vier verschiedene Aspekte von Tragekomfort.
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Zum einen der psychologische, das hat was mit Modetrends zu tun, mit der Gesellschaft, mit Individualität und Abgrenzung, also dass ich jetzt hier in T-Shirt und Hoodie da stehe, das passt halt gut auf diesen Kongress.
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Wenn ich das jetzt hier auf einer anderen Fachtagung vorgetragen hätte, dann hätte ich mir vielleicht was anderes angezogen, weil eben das dieser Kontext ist. Und dass hier Leute in One-Sea- oder Entenkostümen rumfahren, ist auch sehr speziell für diese Gruppe hier. Und das bedeutet, in diesem Kontext kann man sich sehr wohlfühlen in dieser Bekleidung und in einem
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anderen Kontext würde man sich vielleicht nicht so wohlfühlen, obwohl sich an dem Kleidungsstück selber nichts geändert hat. Und das ist dieser psychologische Tragekomfort. Der hautsensorische Tragekomfort, da geht es darum, wie sich etwas auf der Haut selber anfühlt. Also Oberflächen können weich sein oder kratzig oder können auch Allergien auslösen, also da geht es wirklich um den direkten Kontakt auf der Haut.
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Der physiologische Tragekomfort ist auch sehr wichtig, da geht es nämlich um den Klima -Haushalt und darum, dass Kleidung wärmt, aber andererseits auch erlaubt, dass Feuchtigkeit abgeführt werden kann. Denn der menschliche Körper hat ja dieses tolle System, uns vor Überhitzung zu schützen, indem wir anfangen zu schwitzen und diese Feuchtigkeit dann verdampft.
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Und diese Verdampfung muss aber gewährt sein durch ein Kleidungsstück hindurch und das macht Kleidung für uns und manche Kleidung besser als andere. Und das ist ganz, ganz wichtig dafür, dass wir uns überhaupt wohlfühlen können in unserer Kleidung. Und der vierte Aspekt ist der ergonomische Tragekomfort und da geht es um Bewegungsfreiheit und damit habe ich mich dann etwas genauer beschäftigt.
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Und diese Bewegungsfreiheit, die kommt einerseits dadurch zustande, wie ein Kleidungsstück geschnitten ist, also in erster Linie wie weit oder wie eng es ist. Und in zweiter Hinsicht durch die Elastizität der Materialien, die überhaupt verwendet werden.
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Und das ist total wichtig, denn es gibt Stellen am Körper, also zum Beispiel die Knie oder die Ellenbogen, wo man 50 Prozent Dehnung braucht. So, wenn man diese Bewegung macht, dann muss an dieser Stelle gewährleistet werden, dass sich das überhaupt machen kann. Und es wäre auch gut, wenn es an dieser Stelle dann nicht kaputt gehen würde.
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Also nicht der Ellenbogen, sondern das Kleidungsstück, was oben drüber ist. Und wenn das Material, was an dieser Stelle eingesetzt ist, nicht elastisch ist, dann würde die Fläche an der Stelle ausbeulen oder sich verziehen. Also wenn wir einen ganz engen Ärmel haben und das Material ist nicht elastisch und ich mache ständig so, dann wird das an der Stelle immer diese Form annehmen und ist ausgebeult.
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Das heißt, wir brauchen ein Material, was eine elastische Rücksprungskraft hat. Nachdem wir diese Bewegung gemacht haben und wieder gerade gehen, geht das wieder in den Ursprungszustand zurück. Das heißt, wenn eine Fläche überhaupt nicht elastisch ist, dann ist sie gar nicht so gut geeignet, um sie überhaupt als Kleidung einzusetzen. Das ist im Prinzip möglich, aber dann muss man das ausgleichen durch den Schnitt eines Kleidungsstücks.
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Dann kann es eben nicht so eng sein. Wenn man es weiter macht, dann ist es kein Problem, wenn die Fläche nicht elastisch ist. Und mein Gedanke war also, wenn ich jetzt herausfinden kann, wie in 3D-gedruckten Flächen oder Strukturen die elastischen Eigenschaften denn sind und wodurch sie überhaupt beeinflusst werden, dann kann ich das gezielt einsetzen mit diesem Hintergedanken, dass man dann den Tragekomfort 3D-gedruckter Kleidung erhöhen kann
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und damit ein Stückchen näher kommt in dieses Alltagskleidung 3D-gedruckt. Und wenn man jetzt guckt, wie in textilen Flächen, also Stoffen, die wir täglich tragen, Elastizität überhaupt zustande kommt,
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dann ist das wieder durch zwei Aspekte. Einerseits durch das Material selbst, also durch ein elastisches Material. Das ist in der Regel Elastan. Elastan ist super, das kann man 300 Prozent dehnen und dann geht es wieder zurück in den Ausgangszustand und wird eben auch in ganz vielen Kleidungsstücken benutzt. Also ein ganz übliches Mischungsverhältnis ist 98 Prozent Baumwolle und 2 Prozent Elastan.
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Und diese 2 Prozent reichen dann schon, dass ein Shirt so bewegbar ist, dass man da reinkommt. Es kann trotzdem total eng sein und beult nicht aus, nachdem man es anhat. Und die zweite Möglichkeit zur Elastizität zu kommen, ist über die Struktur. Also über Strukturelastizität und das ist in Bekleidung in erster Hinsicht Maschenware.
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Und an dieser Stelle passiert das also, wenn man jetzt an einer Fläche zieht in die Richtung, dann bewegen sich die Maschen, dann verändern sie ein bisschen die Form und geben ein bisschen von ihrem Faden an die benachbarten Maschen ab. Und dadurch kann man eine elastische Fläche erzielen, auch mit Materialien, die an sich keine hohe Elastizität haben.
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Also Baumwollfasern zum Beispiel haben keine hohe Elastizität. Wenn man die aber in Maschen verarbeitet, kann man eine Fläche herstellen, die trotzdem schön beweglich ist und elastisch. Und wenn man das jetzt überträgt auf 3D gedruckte Flächen, ist es auch hier möglich, ein elastisches Material einzusetzen. Zum Beispiel TPU, das steht für thermoplastisches Polyuretan und Polyuretan ist auch in Elastan erhalten.
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Also das heißt, das hat eine sehr ähnliche Eigenschaft, weil es auf den gleichen chemischen Eigenschaften basiert. Und auch Strukturelastizität ist möglich. Man kann im Prinzip auch Maschen drucken, aber man kann auch auf andere Formen zurückgreifen,
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also Bögen, Spiralen oder Federn, Sachen, die man entweder zusammendrücken kann oder an die man ziehen kann, sodass man erst mal an der Struktur zieht und noch nicht an dem Material selber. Welche Gestaltung man da machen kann, ist aber abhängig vom Druckverfahren.
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Es gibt ja verschiedene 3D-Druckverfahren und nicht alle sind gleich geeignet, um verschiedene Formen herzustellen. Und für meine Forschung habe ich mich auf zwei Verfahren beschränkt oder fokussiert. Zum einen das FLM-Verfahren, das steht für Fused Layer Modeling, manchmal auch FDM genannt für Fused Deposition Modeling. Und das ist ein Schmelzschichtverfahren, das bedeutet, ein Filament wird erwärmt, fängt an zu schmelzen.
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Das bedeutet, dieses Thermoplastisch, man erwärmt es und dadurch wird es dann flüssig. Und in diesem Zustand wird es durch eine Düse geführt, die auf dem Druckbett einen Strang ablegt und dadurch kann man dann eine Geometrie gestalten.
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Und wenn man ein Objekt mit einem sogenannten Überhang hat, so wie er ganz links diese Form sieht, dann braucht man dafür Stützstrukturen. Das heißt, in jeder Schicht, die man druckt, die der Druckkopf irgendwo Filament abgibt, muss auch schon diese Stützstruktur gebildet werden. Und wenn man das dann fertig gedruckt hat, hat man also wie so kleine Säulen, die das Ganze abstützen,
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die man dann hinterher entfernt. Das Entfernen ist kein Problem, wenn man mit einem festen, harten Material druckt, dann kann man das abbrechen, ein bisschen abfeilen. Wenn man das mit etwas Elastischem druckt, sieht das anders aus, dann ist da nichts mit Abbrechen. Wenn man da dran zieht, dann wird es halt länger.
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Da hat man dann noch nicht so viel gewonnen. Das heißt, wenn man jetzt irgendwelche Geometrien mit Überhängen oder mit Verschachtelungen haben möchte, dann eignet sich dieses Verfahren nicht sehr gut, denn wenn man Stützstrukturen hat, die man nicht abbrechen kann, sondern irgendwie mit der Schere dann abschneiden muss, dann hat man ja noch wirklich gar nichts gewonnen an Zeit oder an Vorteil von diesem Verfahren.
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Ja, gute Idee. Funktioniert leider mit TPU noch nicht, also zumindest nicht mit dem, was so auf dem Markt ist. Also es gibt wasserlösliche Stützstrukturen, das ist in der Regel PVA, das kann man dann hinterher mit Wasser lösen. Das braucht aber, also da passen die Schmelztemperaturen nicht zusammen.
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Also das TPU braucht eine hohe Temperatur zum Schmelzen. Also ich habe mit 215 Grad gedruckt und an dieser Stelle ist das PVA dann schon zersetzt. Also das braucht eine sehr viel niedrige Temperatur. Also theoretisch eine gute Idee im Moment, was möglich ist in diesen Druckern, passt das leider noch nicht zusammen. Ich bin da froher Hoffnung, dass da vielleicht noch was Neues entwickelt wird, was dann zusammenpasst.
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Das andere Verfahren ist das LSS-Verfahren, das Selective Laser Centering. Und das ist ein Pulverdruckverfahren, das heißt in dem Bauraum wird eine ganze Schicht Pulver aufgetragen. Ein Laser lässt dann genau da die kleinen Pulverkörner verschmelzen, wo man die Geometrie braucht.
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Und dann wird eine komplette neue Schicht Pulver aufgetragen. Das heißt an dieser Stelle ist das Pulver selber schon die Stützstruktur und man kann sich diese Säulen sparen, hat dann am Ende den kompletten Bauraum mit Pulver gefüllt und irgendwo da drin ist dann die Struktur, die man gedruckt hat.
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Und das Pulver kann man dann hinterher entfernen und auch nochmal wieder verwenden. Ich habe dann für meine Forschung verschiedene Strukturen getestet. Die linke und die mittlere sind mit dem Pulverdruckverfahren hergestellt worden. Das heißt an dieser Stelle hatte ich die Möglichkeiten ein bisschen in die Höhe zu gehen,
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so eine Art Verkettungen herzustellen und habe das in verschiedenen Größen gehabt. Eine größere Variante, eine kleinere und die kleinere ist logischerweise viel beweglicher. Also die kann man wirklich super schön zusammenfalten, bewegen und diese kleinen Module sind dann also gegeneinander verschiebt.
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Man kann die ein bisschen zusammenschieben und man kann eben auch an ihn ziehen und dadurch ist das Ganze schön beweglich. Und mit dem anderen Verfahren, da war ich eben wie gesagt eingeschränkt in der Gestaltung. Das heißt das ist ein bisschen simpler, das basiert also auf so einem Rautenmuster, was dann einfach in die Höhe extrudiert wurde.
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Und an dieser Stelle wird also erst die Raute lang gezogen, bevor am Material selber gezogen wird. Und auch das hatte ich in verschiedenen Varianten, einmal in größeren Rauten, einmal in kleineren Rauten und dann mit verschiedenen Schichthöhen, um so ein bisschen zu gucken, welche Variante welche elastischen Eigenschaften denn hat
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und ob man dann sagen kann, dass dieser oder jene Faktor entscheidend ist für die elastischen Kennwerte, die ich daraus finde. Wie kann man jetzt überhaupt die elastischen Eigenschaften prüfen? Mit einer sogenannten Zugprüfung. Das heißt man testet kein ganzes Kleidungsstück, man testet Probestreifen, also sowas hier,
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spannt das in eine Zugprüfmaschine ein und diese Maschine zieht dann da dran mit konstanter Geschwindigkeit und die dazugehörige Software spuckt automatisch ein Diagramm aus, das seht ihr auf der rechten Seite. Und zwar wird darauf gemessen, erstens die Längenänderung in Prozent, also wie viel das jetzt schon auseinandergezogen ist
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und auf der anderen Achse die aufgewendete Kraft in Newton, also wie viel Kraft braucht man überhaupt um diese Längenänderung zu erreichen. Und aus diesem Diagramm kann man dann ablesen, welche Dehnung, Elastizität und Zugfestigkeit oder auch Reißfestigkeit ein Material hat
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und an dieser Stelle nochmal der Hinweis, dass Dehnung und Elastizität nicht dasselbe ist, also ich kann etwas dehnen und wenn es dann so lang bleibt, dann ist es halt ausgebeult und ich kann etwas auseinanderziehen und wenn es an dieser Stelle dann noch elastisch dehnbar ist, dann geht es, nachdem ich loslasse, wieder in den Ursprungszustand zurück.
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Und das sind also zwei verschiedene Größen, die man aber auch aus diesem Kraftdehnungsdiagramm ablesen kann. Das habe ich also mit all meinen verschiedenen Varianten gemacht, da muss man dann natürlich auch mehrere Proben machen, Mittelwerte bilden und so weiter und habe dann also Zahlen und Einheiten rausbekommen, ich will ja mal Zahlen und Einheiten haben, habe dann also diese Zahlen gehabt, super.
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Aber was nützt mir das jetzt? Also irgendwie muss ich ja noch wissen, ob das gute Zahlen sind oder schlechte Zahlen. Und an dieser Stelle gibt es eine Empfehlung vom Dialog Textil Bekleidung zusammen mit dem German Fashion Mode Verband.
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Das ist keine Norm, das ist jetzt kein Gesetz, also Kleidungsstücke müssen nicht diese Zahlen erreichen, aber es ist eine Empfehlung, was Kleidungsstücke ungefähr für Dehnungen besitzen sollten und welche Zugkräfte sie aushalten sollten. Und das ist jetzt ein kleiner Ausschnitt daraus und das ist dann nochmal aufgesplittet nach Produktgruppen, also Hosen und Röcke,
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müssen was anderes aushalten können als zum Beispiel Unterwäsche und wenn das Körper ferngeschnitten ist, also etwas weiter, dann reichen auch etwas niedrige Zugkräfte, denn wenn es weiter vom Körper weg ist, dann ist es nicht ganz so entscheidend, wie es an dieser Stelle dann gezogen wird. Und ich habe also die Zahlen miteinander verglichen und herausgefunden, die Dehnungen, die meine Strukturen erreicht haben, sind super,
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gar kein Problem, aber die Höchstzugkräfte werden nicht erreicht. Das bedeutet, ich kann zwar meine Strukturen ziehen und das ist wunderbar, aber ich brauche gar nicht so viel Kraft, bis sie auseinander reißen und das ist schlecht. Also es ist zwar okay, dass ich die irgendwie dehnen kann, aber sie
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müssen da bestimmte Kräfte aushalten und wenn ich also dann meinen Ellenbogen anwinkel und an dieser Stelle reiße es dann schon auseinander, habe ich nichts gewonnen und die Reißwässigkeit dieser 3D gedruckten Strukturen liegt also deutlich unter den geforderten Werten für Bekleidung.
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Dann wollte ich auch noch herausfinden, was denn überhaupt die Faktoren sind, die da reinspielen, warum was wie elastisch ist. Und was ich aus meinen Zahlen raussehen konnte, ist, dass die Größe meiner Elemente tatsächlich einen Einfluss hatte. Also diese großen Varianten haben bessere Werte erzielt als die kleine Variante,
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allerdings hat die Große jetzt nicht so viel mit stoffähnlichen Eigenschaften zu tun, also wenn dann ist das schon ein bisschen näher dran, hat aber leider nicht so gute Werte bekommen. Und außerdem kam noch ein unerwarteter Faktor von der Seite rein und zwar das Slicing-Programm. Und das Slicing-Programm hat zwei wesentliche Aufgaben.
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Erstens unterteilt es mein 3D-Objekt in Schichten und zweitens gibt es an den 3D-Drucker die Information, wo denn in welcher Schicht der Druckkopf sein soll. Und wenn man jetzt so eine Vase zum Beispiel hätte, dann wäre die unterste Schicht also komplett gefüllt, denn man will ja Wasser reingießen und soll nicht rausgießen.
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Das heißt, der Weg vom Druckkopf könnte ungefähr so aussehen wie hier. Der soll dann eben immer in Reihen hin und her gehen, um das komplett auszufüllen und die zweite Schicht wäre dann so ein Ring und da würde der Druckkopf vielleicht so machen. Vielleicht würde er aber auch einen anderen Weg gehen. Es gibt ganz viele verschiedene Programme und da gibt es begrenzte Einstellungsmöglichkeiten.
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Und ich habe dann nochmal ein bisschen genauer rausgeguckt und habe festgestellt, dass bei meinen Rautenstrukturen der Druckkopf also einen ganz bestimmten Weg gegangen ist. Und zwar bis zu dieser Kreuzung und dann wieder zurück in eine andere Richtung.
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Und unter dem Mikroskop kann man dann genau sehen, an dieser Stelle ist es gerissen. Denn der Druckkopf ist kein einziges Mal über diese Kreuzung rübergegangen. Und an dieser Stelle sind bloß alle Stränge ein kleines bisschen miteinander verschmolzen, nämlich immer dann, wenn ein neuer heißer Strang des Weges kam, ein bisschen in den anderen übergegangen ist.
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Aber dadurch, dass ich keinen 3D-gedruckten Strang habe, der da komplett rübergeht, ist das meine Sollbruchstelle quasi. Und genau da ist auch die Struktur gerissen. Und in einer anderen Variante, die ja eigentlich auf exakt demselben Muster basiert, hat das Slicing-Programm was anderes entschieden. Nämlich, dass es genau bis zu diesem Klick von dieser Raute gehen soll.
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Und logischerweise ist dann genau da die Sollbruchstelle entstanden. Und deswegen sehen die Proben nach dem Reißen auch anders aus, weil die eben an anderer Stelle gerissen sind. Und das erklärt auch meine niedrige Reißfestigkeit, weil ich gar nicht so sehr am Material selber ziehe,
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sondern an diesen Verbindungsstellen. Und je nachdem, wie die halt sind, kann das schneller oder leichter oder schwerer auseinandergerissen werden. Das heißt, das Verfahren selber sorgt schon dafür, dass meine Reißfestigkeit gar nicht so hoch ist. Jetzt habe ich ja acht verschiedene Strukturen, acht verschiedene Varianten geprüft.
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Und jetzt könntet ihr sagen, ja, aber wie kommst du dann trotzdem zu dieser steilen These, das bedeutet, dass man jetzt 3D-gedruckte Kleidung nicht so empfehlen sollte. Und kann ja sein, dass andere Strukturen viel bessere Werte hätten. Ja, das kann sein, aber aus dem Verfahren selber ergeben sich halt bestimmte Begrenzungen, was diese Werte angeben.
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Und da muss man nochmal ganz in die Tiefe gucken, nämlich auf die Moleküle. Und textile Fasern haben von sich aus schon eine sehr hohe Reißfestigkeit. Das heißt, die Naturfasern, also zum Beispiel Baumwolle oder Wolle oder auch Flaks, also Leinen,
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haben im Inneren schon eine gleichmäßige Anordnung der Molekülketten. Und das heißt, wir haben entweder Amorfe- oder Kristalline-Bereiche oder eine Mischung davon. Und das sind also diese Stränge, die man da sieht, die bilden Molekülketten ab.
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Und an der Stelle, wo sie so ein bisschen durcheinander liegen, wie so ein Teller Spaghetti, an der Stelle sind sie nicht besonders stabil. Und an der Stelle, wo sie schön geordnet sind, an dieser Stelle sind sie fest. Und Naturfasern haben von sich aus schon einen hohen Grad an kristallinen Bereichen,
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also eine hohe Festigkeit. Das heißt, Fasern haben von sich aus schon eine hohe Reißfestigkeit, die meine Strukturen jetzt hier nicht haben können. Und wenn es um Synthetikfasern geht, dann hat man sogar noch die Möglichkeit, Einfluss darauf zu nehmen, wie reißfest sie sind.
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Also es gibt verschiedene Verfahren, um Fasern zu spinnen. Und mindestens eins davon ist eigentlich sehr ähnlich zum 3D-Druck, nämlich man verflüssigt den Kunststoff oder das Material, was man also als Faser haben will. Und dann wird es durch eine Düse gepresst und wird zur Faser sehr ähnlich zum 3D-Druck eigentlich.
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Und der Unterschied ist aber, dass man hier Einfluss darauf nehmen kann, welche Eigenschaften die Faser dann im Ende hat. Denn dieser Kristallisationsgrad, also der Anteil an kristallinen Bereichen, ist abhängig von der Abkühlrate. Das heißt, je langsamer sowas abkühlt, umso mehr Zeit haben diese Molekülketten,
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um in einen geordneten Zustand überzugehen. Deswegen sind diese Spinnschächte, in die die Fasern gesponnen werden, auch beheizt, um also eine möglichst langsame Abkühlrate zu haben, damit diese Fasern einen möglichst hohen Kristallisationsgrad haben und damit eine möglichst hohe Reißfestigkeit. Und diese Möglichkeit haben wir beim 3D-Druck gar nicht.
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Also wir können zwar eine beheizte Druckplatte einsetzen, das hat dann aber nur einen Einfluss auf die allerersten zwei Schichten vielleicht und danach nicht mehr. Außerdem wollen wir, nachdem der Strang abgelegt wird, dass er möglichst schnell aushärtet, denn sonst würde er zur Seite wegschmelzen. Und wir wollen ja eine Geometrie haben, die festgelegt ist. Das soll nicht irgendwie sofort zerfließen, nachdem es abgelegt haben.
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Und dass eine nächste Schicht abgelegt wird, funktioniert ja auch nur, wenn die Schicht darunter schon hart geworden ist. Also wir können nicht das Ganze auf konstant hoher Temperatur halten. Beim Pulverdruck sieht es ein bisschen anders aus. Da ist das Verfahren ein bisschen besser geeignet,
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um eine höhere Reißfestigkeit herzustellen. Und die Strukturen hatten auch tatsächlich bessere Ergebnisse, was die Reißfestigkeit angeht. Außerdem haben wir bei Synthetikfasern noch eine Möglichkeit, die Festigkeit zu erhöhen, nämlich durch das Verstrecken. Das heißt, die Fasern werden, nachdem sie gesponnen wurden, nochmal durch Walzen geführt. Es wird eine Zugkraft auf die Faser aufgelegt.
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Und dadurch wird nochmal der Kristallisationsgrad erhöht. Die Moleküle werden gezwungen, sich noch mehr auszurichten. Und das führt auch noch dazu, dass der Faserdurchmesser ein bisschen kleiner wird. Also meine Faser wird noch feiner,
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noch weicher und gleichzeitig fester. Und das erklärt, warum Textilefasern so viel höhere Festigkeiten haben, während sie aber so viel feiner sind, als das, was man aus einem 3D-Drucker herstellen kann. Textilefasern haben außerdem den Vorteil, dass sie wunderbar wärmen können, und zwar durch isolierende Lufteinschlüsse. Das heißt, überall da, wo so kleine Kammern entstehen,
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hat eine Textilefläche die Möglichkeit, uns zu wärmen, wenn es am Körper getragen wird. Und das liegt daran, dass Textileflächen aus Fäden bestehen. Diese Fäden bestehen aus Fasern. Und wie man auf diesem Mikroskopbild sieht, also das ist jetzt kein grober Teppich, das ist ein Mikroskopbild von einem Stoff, und diese ganzen kleinen Fasern
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würde man jetzt mit grobem Auge nicht sehen. Aber an all diesen Stellen kann Luft, also eingesperrt werden, und an dieser Stelle kann dann gewärmt werden. Und diese kleinen Abstände sind aber auch wichtig für den Feuchtigkeitstransport, weil an dieser Stelle dann wieder der Schweiß verdampfen und da durchgehen kann. Das heißt, es kann gleichzeitig gewärmt werden
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und vor Überhützung geschützt. Und solche kleinen, feinen Strukturen können wir halt nicht herstellen mit dem 3D-Druck. Also wir sind sehr begrenzt, was diese Feinheit angeht. Und wir können jetzt nicht unbedingt solche kleinen Luftkammern drucken. An der Stelle ist man noch sehr begrenzt,
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was dieses Verfahren angeht. Das heißt, einige Sachen können 3D-gedruckte Strukturen einfach noch nicht leisten. Aber was können sie denn stattdessen? Wir haben eine hohe Gestaltungsfreiheit tatsächlich, die man in der Bekleidung jetzt eher so bei Accessoires oder Schuhen einsetzen könnte.
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Also sowas wie Armbänder, Ketten, Brillen, das ist überhaupt gar kein Problem. Da kann man dieses Potenzial total gut nutzen. Also zum Beispiel bei Kostümen. In dem Film Black Panther wurden mehrere Kronen 3D gedruckt. Und das ist ein super Beispiel dafür, was man mit diesem Verfahren machen kann. Theoretisch ist es auch nachhaltig.
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Also allein dadurch, dass es eine additive Fertigung ist. Das heißt, es wird nur da Material aufgebaut, wo man es tatsächlich benötigt. Und das steht im großen Gegensatz zu herkömmlicher Bekleidungsherstellung. Wenn man ein Stück Stoff zuschneidet, kann man, wenn man wirklich gut ist, eine Auslastung von 90% erreichen. Einfach dadurch, dass Schnittteile
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unterschiedliche Formen haben. Das heißt, 10% vom Stoff wird regelmäßig weggeschmissen. Und das ist keine gute Bilanz. Und das ist tatsächlich ein guter Aspekt vom 3D-Druck an dieser Stelle. Und die Materialien können auch wiederverwendet werden. Recycling ist auch ein großes Problem in der Bekleidungsindustrie. Und gerade wenn es darum geht,
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dass man das Pulver dann einfach nicht wegschmeißen muss, sondern wiederverwenden kann, ist das eine gute Sache. Es eignet sich sehr gut, um Einzelstücke zu fertigen. Das ist in der Bekleidung oft nicht möglich oder kommt dann gleich mit sehr hohen Kosten des Weges. Und es ist im Prinzip auch möglich, im selben Produkt verschiedene Materialeigenschaften zu erstellen.
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Also wenn ich jetzt einen Schulterbereich habe und sage, okay, da soll es irgendwie ein bisschen fester sein, dann kann ich das ja in meinem 3D-Druck, in meinem 3D-Modell einfach schon so anlegen. Kann sagen, okay, hier soll mehr Material aufgebaut werden. Wenn ich das aus Stoff mache, dann müsste an dieser Stelle eine Naht sein. Es müsste ein anderes Material sein. Oder ich müsste es noch mit einer zusätzlichen Schicht irgendwie verstärken.
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Und im 3D-Druck könnte das alles im selben Schritt passieren. Es gibt im Prinzip auch die Möglichkeit, noch weitere Zusatzfunktionen einzubringen. Also Kabel noch einzubringen, LEDs, irgendwelche Sensoren. Da steht aber jetzt noch so ein Fragezeichen dahinter. Erstens ist das auch nicht richtig Alltagsbekleidung. Und zweitens ist das jetzt auch noch nicht so fortgeschritten,
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dass das irgendwie Standard ist. Und ein Vorteil könnte sein, dass man also in einem Schritt gleich das komplette Kleidungsstück herstellt. Im Moment ist das ja so, es muss erst der Stoff hergestellt werden, dann wird das zugeschnitten, dann wird das zusammengenäht, dann wird es vielleicht noch mal gefärbt.
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All das sind unterschiedliche Schritte, die an unterschiedlichen Orten stattfinden. Und wenn man jetzt ein Kleidungsstück 3D drucken würde, könnte man alle diese Schritte in einem machen. Aber eben auch nur, wenn es in den Bauraum vom Drucker passt. Also an der Stelle, wo wir dann sagen, wir drucken ein A4-Blatt und hängen das wieder zusammen, sind wir wieder an dieser Stelle,
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dass alles erst zusammengebaut werden muss. Ein bisschen cleverer ist das, was Nervous System entwickelt hat, nämlich eine Software, die das Kleid direkt digital zusammenfaltet. Und es wird dann im zusammengefalteten Zustand gedruckt. Dadurch reduziert sich der Bauraum, den man dafür braucht, erheblich.
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Das heißt, man hat dann also irgendwo in diesem Pulverblock das Kleid, muss das da wie in der Archäologie irgendwie erst mal befreien, von den Pulverresten säubern und dann auseinanderfalten. Das ist aber eine gute Möglichkeit, um wirklich diesen Vorteil von 3D drucken, dass das in einem Schritt passiert, zu nutzen.
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Anders sehe ich da noch große Probleme. Die Nachteile oder die Herausforderungen sind eben diese ungenügende Reißfestigkeit, die aus dem Verfahren selber kommt. Da kann man tatsächlich auch nicht so viel machen. Wir sind noch sehr begrenzt, was diese Feinheit angeht.
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Also Standarddüsendurchmesser sind so 0,4 Millimeter und bei Fasern bewegen wir uns eher so im Mikrometerbereich. Das sind große Unterschiede. Und diese Feinheit ist eben wichtig dafür, wie sich etwas auf der Haut anfühlt, dass Feuchtigkeit transportiert werden kann, dass Lufteinschlüsse für Wärme sorgen. Und das ist an dieser Stelle so elementar,
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dass also diese vier Aspekte von Tragekomfort nicht wirklich gegeben sind, wenn wir es 3D drucken würden. Zeit und Kosten ist definitiv noch sehr ungünstig, was so 3D Druck angeht. Also es dauert ziemlich lange und es ist auch noch ziemlich teuer an dieser Stelle wieder.
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Das ist dann noch nicht wirklich Alltag. Das sind dann eben Einzelteile. Definitiv geklärt werden müssten noch die Pflegeeigenschaften. Also kann man so ein Teil dann überhaupt waschen. Wenn es Alltagskleidung ist, wird es jeden Tag getragen. Und dann möchte man bitte auch, dass es gewaschen wird und dann sauber ist. Wenn wir über Bekleidung reden, müssen wir auch immer über Verschlussmöglichkeiten reden. Irgendwie muss man ja ins Kleidungsstück reinkommen.
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Das heißt Reißverschlüsse, Knöpfe, Haken, Ösen, all sowas muss dann mitgedacht werden, wenn es darum geht, alles in einem Stück zu drucken. Das heißt, dieser Aufbau von Stoffen aus Fäden, die dann wiederum aus Fasern bestehen, ist im Moment noch unschlagbar, was den Tragekomfort angeht.
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Und es gibt noch nicht wirklich Lösungen, das zu imitieren im 3D-Druck oder durch irgendein anderes Verfahren oder durch irgendeine andere Anordnung von Material auf eine andere Weise zu lösen. Das heißt, zum jetzigen Stand der Technik
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ist also 3D-gedruckte Kleidung nicht nur nicht die Zukunft, sondern eigentlich noch nicht mal die Gegenwart. Denn die Gegenwart ist ja, dass wir Stoffe aus texilen Fasern haben und das funktioniert richtig gut. Und 3D-gedruckte Strukturen können das noch nicht leisten. Das heißt jetzt nicht, dass man aufhören sollte, daran zu forschen. Und wer da vorhin irgendwie gesagt hat, dass das schon gut geklappt hat mit dem 3D-Drucken von Kleidung,
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bin ich sehr interessiert, was daran gut geklappt hat und ob da vielleicht andere Aspekte noch dabei sind, die ich jetzt hier nicht bedacht habe. Aber es sollte halt nicht vergessen werden, was überhaupt die Grundfunktion von Kleidung ist. Und diese Kunstwerke, die ich am Anfang gezeigt habe, die sind super und ich finde die großartig
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und daran sollte bitte auch weiter geforscht werden. Aber dabei eben nicht vergessen, dass Kleidung ja irgendwie uns noch wärmen soll, dass das irgendwie blickdicht sein soll und dass dieser Klima-Haushalt gewährleistet sein muss. Und diese Hoffnung, dass durch ein nachhaltiges Verfahren die ganze Industrie umgekrempelt werden kann oder durch andere Fertigungsprozesse
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die komplette Industrie verändert werden kann, die finde ich ein bisschen schwierig, denn die Bekleidungsindustrie ist hoch problematisch. Also es gibt ganz viele Probleme, ökologischer Art, gesellschaftlich, sozialer Art, aber jetzt die Hoffnung auf so eine neue Technik zu legen und zu sagen, ja, das wird dann das alles lösen,
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weil das ist ja dann nachhaltig und dann drucken wir halt einfach alles mit einem 3D-Drucker und dann ist dieses Nachhaltigkeitsproblem gelöst, das sehe ich eher nicht so. Also gerne daran weiterforschen, Grundfunktion dabei aber nicht vergessen und nicht darauf ausruhen, dass eine neue innovative Technik das wohl schon alles lösen wird, sondern die Bekleidungsbranche gerne
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an allen anderen Stellen revolutionieren, aber nicht so sich darauf verlassen, dass der 3D-Druck das schon alles, alles lösen wird. Und an dieser Stelle bin ich fertig mit meiner Präsentation und bedanke mich fürs Zuhören.
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Ja, vielen Dank. Das war eine ziemliche Punktlandung. Wir haben leider keine Zeit für Fragen. Es tut mir leid für alle Leute, die gerade zu den Mikrofonen strömen, aber ihr seht ja hier, wo ihr Rebecca erwischen könnt. Ihr könnt ihr auf Twitter eine Frage stellen unter Edkur Fürstin zum Beispiel
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und ihr könnt sie bestimmt auch gleich nach dem Talk nochmal erwischen, vielleicht nicht gleich hier vorne, sondern irgendwo ein bisschen weiter hinten. Sie muss ja auch erst noch ihre Postkarten lesen, aber es gibt sicherlich noch Zeit und Möglichkeit, um sich über 3D-Druck und Bekleidung aus dem 3D-Drucker auszutauschen. Noch einmal einen ganz, ganz herzlichen Applaus für Rebecca und schön, dass ihr alle da wart.