Учёные из Корнелльского университета и Университета Карнеги–Меллона представили прототип 3D-вязальной машины, способной формировать прочные объёмные объекты из горизонтально укладываемых слоёв пряжи и соединяющих их петель.
Аппарат выполняет стежки в произвольных направлениях — вперёд, назад или по диагонали, что позволяет создавать самые разные геометрии и придавать повышенную жёсткость отдельным участкам. По словам профессора информатики Корнелла Франсуа Гимбретьера, особая методика закрепления петель даёт больше контроля над свойствами материалов.
Гимбретьер впервые заинтересовался трикотажем в 2016 году, когда испытывал вязальную машину в лаборатории своего соавтора Скотта Хадсона, профессора по взаимодействию человека и компьютера в Школе компьютерных наук Карнеги–Меллон. В период пандемии COVID-19 он с нуля собрал аналогичную установку из деталей, напечатанных на 3D-принтере.
В состав машины входит вязальный модуль с набором спиц 6×6; каждая спица представляет собой двусторонний симметричный крючок, закреплённый на латунной опорной трубке. Передняя и задняя части такого крючка могут перемещаться независимо, что позволяет формировать как лицевые, так и изнаночные петли в зависимости от того, какая половина захватывает петлю первой.
Для управления устройством создана библиотека, содержащая реализации каждого типа петли. Для каждой конкретной модели автоматически генерируется своя управляющая программа. Подающая головка, подающая пряжу, может перемещаться непосредственно над набором спиц в любую точку, что обеспечивает большую свободу при создании сложных трикотажных форм.
Ранее существовавшие вязальные машины не обладали такой степенью гибкости, что сужало диапазон их применения. Уже сейчас разработчики изготовили предметы в форме пирамиды и буквы «С».
В нынешнем виде прототип работает сравнительно медленно, иногда роняет нить или зацепляет её не за те спицы, однако Гимбретьер планирует повысить надёжность механики. По его словам, конструкция легко масштабируется — достаточно увеличить количество спиц.
При дальнейшем совершенствовании такая машина может оказаться полезной в медицине, например для производства конструкций, поддерживающих искусственные мышцы или сосуды во время их сращивания. Непрерывное вязание даёт возможность варьировать толщину и жёсткость изделия по участкам, что важно для точной имитации биологических структур.
