Ученые из Университета Карнеги — Меллона (США) разработали метод создания трехмерных форм из плоских объектов, используя швейный автомат для стежки с компьютерным управлением. Жесткие панели были вставлены внутрь тканевых деталей, подобно карманам, а их соединение осуществлялось с помощью шва, что обеспечило гибкость и прочность соединений.
Компьютеризированные стегальные машины нашли широкое применение на предприятиях, занимающихся изготовлением одеял, покрывал, наматрасников, чехлов для мебели и одежды. Американские исследователи и дизайнеры предложили использовать эту технологию для производства крупногабаритной складной мебели и предметов быта, таких как стул, приставной столик, настольная лампа и рюкзак.
При моделировании текстильных объектов применялся метод плоского кроя. В производстве одежды это основополагающая конструкция, предназначенная для создания выкроек стандартных размеров. Данные выкройки содержат детали, состоящие из простых геометрических форм, без использования элементов, придающих форму, таких как вытачки или складки. Затем исследователи использовали квилтинговую машину – технологию американского лоскутного шитья. С её помощью соединяются как минимум три слоя ткани, которые сшиваются большим количеством стежков для формирования объемной, мягкой поверхности.
Затем фанеру вставляли в каждую деталь, а затем соединяли их вместе. Используя люверсы, конструкторы протянули шнуры, которые, при натяжении, придавали изделиям необходимый объем и форму. Аналогично кукловоду, управляющему марионеткой с помощью нитей, здесь натягивание шнуров позволяло создавать нужный предмет, например столик или рюкзак, где они также выполняли функцию лямок.
Дизайн светильника был разработан на основе концепции «Эллиптическая бесконечность» Роберта Лэнга, американский физик и теоретик оригами разработал более 500 оригинальных схем. Его лампа сочетает в себе один полный эллипс и два его отдельных сегмента, которые соединяются путем выравнивания направляющих линий. Для создания модели исследователи использовали термостойкий поликарбонатный лист и светодиодные панели. Светильник был собран путем защелкивания язычков, расположенных на его задней стороне.
При сохранении общего подхода к сборке, конструкторы использовали различные материалы и «наполнители» в зависимости от предназначения и задач, которые должны были выполнять объекты. Мебель была изготовлена из муслина — мягкой, но прочной ткани, созданной из растительных волокон, включая бамбук. Недаром эту ткань часто применяют для изготовления детских пеленок, поскольку она способна выдерживать растяжение и скручивание, не повреждаясь и не теряя своих качеств. Специалисты подчеркнули, что выбор материала может быть весьма разнообразным, включая даже органзу для декоративных элементов.
Новая технология позволила конструкторам создать крупные и прочные изделия, способные выдерживать вес человека, оставаясь при этом легкими и портативными.
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).