Исследователи из Университета Карнеги — Меллона (США) придумали, как превратить плоские объекты в трехмерные формы с помощью швейного автомата для стежки с компьютерным управлением. В сами детали из ткани они вставили, как в карманы, жесткие панели, а соединили их вместо сборки швом, что дало гибкость и в то же время прочность стыков.
Созданные конструкторами объекты — стул, настольная лампа, рюкзак и приставной столик, имея плоскую конфигурацию, легко принимают трехмерную форму / © Sapna Tayal et al.
Компьютеризированные стегальные машины широко используются на фабриках по обработке одеял, покрывал, наматрасников, мебельных чехлов или одежды. Американские ученые и дизайнеры решили применить эту технологию для изготовления крупногабаритной складной мебели и предметов домашнего обихода: стула, приставного столика, настольной лампы и рюкзака.
Для моделирования текстильных объектов они использовали плоский крой. В пошиве одежды это базовая конструкция для условно стандартных фигур. В таких выкройках предусмотрены детали простых геометрических форм без формообразующих элементов, как, например, вытачки или складки. Далее исследователи воспользовались машиной для квилтинга — американской техники лоскутного шитья. С ее помощью соединяются минимум три слоя ткани, которые прострачивают множеством стежков, чтобы создать трехмерную мягкую поверхность.
После этого в каждую деталь, как в карман, вставляли фанеру и сшивали между собой. Через люверсы (вид швейной фурнитуры для повышения прочности отверстий) конструкторы продели шнуры, потянув за которые, придали объем и форму своим объектам. Так кукловод, потянув за нити, заставляет двигаться марионетку. Здесь же моментально складывался нужный предмет, например столик или рюкзак, в котором шнурки играли также роль лямок.
В основу дизайна светильника легла «Эллиптическая бесконечность» Роберта Лэнга, американского физика и теоретика оригами, создавшего более 500 оригинальных схем. Его лампа представляет собой комбинацию одного полного эллипса и двух его отдельных сегментов эллипса, которые собираются путем выравнивания их направляющих линий. Исследователи изготовили свою модель из термостойкого поликарбонатного листа и светодиодных панелей. Собрали ее, защелкнув язычки на задней стороне светильника.
Сохраняя единый принцип сборки, конструкторы применили разные материалы и «наполнители» в зависимости от назначения и функциональности объектов. Мебель сшили из муслина — нежной, но очень прочной ткани из растительных, в частности бамбуковых, волокон. Неслучайно ее часто используют для детских пеленок, она выдерживает растяжение и скручивание без разрывов и изнашивания. Выбор материала, отметили ученые, может быть каким угодно широким, вплоть до органзы в предметах декора.
Благодаря новой технологии конструкторы достигли своей цели — создать довольно габаритные вещи, способные выдержать вес человека, при этом легко перемещаемые, портативные.
Научная статья включена в материалы конференции CHI ACM (Ассоциация вычислительной техники) по человеческому фактору в вычислительных системах — 2025 (Conference on Human Factors in Computing Systems).
