Projekti / Programi
Oblačilno inženirstvo in tekstilni materiali
01. januar 2004
- 31. december 2008
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.14.00 |
Tehnika |
Tekstilstvo in usnjarstvo |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T470 |
Tehnološke vede |
Tekstilna tehnologija |
Oblačilno inženirstvo, tekstilni materiali, mehanika tkanin, obnašanje, kompleksne deformacije, simulacije, videz oblačil, napovedovanje, toplotno fiziloško udobje
Raziskovalci (16)
Organizacije (1)
Povzetek
Raziskovalno delo programske skupine, ki je zasnovano na kompleksnih raziskavah študija mehanike tkanin, snovnih lastnosti in odnosa med snovnimi lastnostmi ter parametri termofiziološkega udobja, se glede na zastavljene cilje odvija v treh med seboj tesno povezanih sklopih:
a) temeljne raziskave študija mehanike tkanin kot kompleksnih tekstilnih struktur,
b) modeliranje obnašanja kompleksnih tekstilnih struktur in
c) karakterizacija parametrov termofiziološkega udobja.
V okviru prvega sklopa aktivnosti smo na podlagi poznavanja mehanskih zakonitosti obnašanja tkanin pri majhnih obremenitvah definirali kakovostne značilnosti videza forme oblačil, kjer smo opredelili obnašanje tkanin z vidika mehanike med preoblikovanjem iz ravnine v 3D obliko oblačila, določili pomembnost posameznih parametrov mehanskih in fizikalnih lastnosti in oblikovali bazo znanja za napoved videza oblačil. Glede na opredeljene zakonitosti in definirane dejavnike kakovosti videza smo razvili »Inteligentni sistem za napovedovanje kakovosti videza oblačil«, poimenovan InSiNaKVO. InSiNaKVO sistem je oblikovan s pomočjo metod strojnega učenja in predstavlja v inovativnem smislu prvo učinkovito orodje za objektivno vrednotenje in napovedovanje stopnje kakovosti videza oblačil. Bistvo sistema, ki temelji na postavljenih relacijah med parametri mehanskih in fizikalnih lastnosti in stopnjo kakovosti videza oblačil, je napovedovanje stopnje kakovosti videza oblačil na podlagi parametrov mehanskih in fizikalnih lastnosti v oblačilo vgrajenih tkanin, kar omogoča:
• objektivno vrednotenje stopnje kakovosti videza oblačil,
• napovedovanje petih pomembnih dejavnikov stopnje kakovosti videza oblačil: pad ali podajanje oblačila, 3D oblika, pristajanje, kakovost izdelanih šivov in kakovost videza oblačila kot celote,
• načrtovanje želene stopnje kakovosti videza oblačil,
• napovedovanje stopnje kakovosti videza oblačila za konkretne tkanine v neposrednem proizvodnem procesu,
• načrtovanje kakovosti parametrov mehanskih in fizikalnih lastnosti tkanin za želeno stopnjo kakovosti videza oblačil.
Z realizacijo razvitega sistema smo v celoti realizirali enega od temeljnih ciljev raziskovalnega programa raziskovalne skupine. Izvirnost ideje smo prijavili kot izum na Slovenski forum inovacij 2006 in bo vključena v spletni katalog nacionalnih inovacij. Vzporedno potekajo že aktivnosti za zaščito njegove vsebine oziroma intelektualne lastnine - patentno prijavo.
V okviru sklopa aktivnosti modeliranja kompleksnih tekstilnih struktur smo nadaljevali z raziskavami kompleksnih deformacij tkanin, s poudarkom na proučevanju reoloških modelov, pri čemer smo relaksacijske pojave v tkaninah proučevali z vidika mehanskih večkomponentnih modelov, ki bi zadovoljivo opisali deformacijske in relaksacijske procese v tkaninah, kar je izhodišče za numerično modeliranje obnašanja tkanin kot kompleksnih tekstilnih struktur.
Tretji sklop raziskav je usmerjen v karakterizacijo parametrov termofiziološkega udobja. Za ta namen so bile izvedene obsežne raziskave prenosa in prehoda toplote in toplotne termoregulacije ter snovnih lastnosti tekstilnih materialov. Študij in raziskave snovnih lastnosti in specifičnih zahtev tekstilnih materialov za izbrano ciljno skupino so izvedene za klasične in funkcionalne ploske tekstilije ter kombinacije za načrtovane oblačilne sisteme poslovnih oblačil. Raziskava se odvija v treh nivojih. Na prvem nivoju so bile za izbrane materiale in kombinacije načrtovanih oblačilnih sistemov izvedene raziskave toplotno fizioloških parametrov na t.i. potečem cilindru (angl. sweating cylinder), ki deluje na principu človeškega telesa in simulira prehod toplote skozi tekstilijo ali kombinacijo tekstilij, kakor tudi prehod vodne pare (proces potenja) s pomočjo številnih žlez znojnic, ki so na površini cilindra in oskrbujejo oz. dovajajo določeno količino vode na površino. Namen tako zastavljenega eksperimenta je poiskati najboljšo kombinacijo tekstilnih materialov, ki
Pomen za razvoj znanosti
Raziskovalni program je bil sistematično oblikovan tako, da pridobljena znanja služijo za postavitev inženirskega koncepta načrtovanja oblačil in/ali drugih tekstilnih izdelkov, oziroma t. i. na »znanju zasnovanih izdelkov«. Z realizacijo predlaganega raziskovalnega programa so na podlagi poglobljenih teoretičnih raziskav mehanike tkanin in iz njih dobljenih teorij ob numeričnih in fizikalnih eksperimentih dobljena nova znanstvena spoznanja, ki omogočajo predvideti ali napovedati nelinearne mehanske lastnosti tkanin v področju nižjih obremenitev in simulacijo njihovega obnašanja, medtem ko bodo teoretična spoznanja s področja študija odnosa med snovnimi lastnostmi tekstilnih materialov ter izmenjavo toplote in človeško termoregulacijo omogočila razvoj numerične simulacije izmenjave toplote med telesom in oblačilom ali drugim tekstilnim izdelkom ter okolico, kar je trend nadaljnjega razvoja tekstilnega in oblačilnega inženirstva v svetu, ki je usmerjen v parametrizacijo tekstilnih materialov, inženirsko oblikovanje visoko kakovostnih in multifunkcionalnih tekstilnih materialov in izdelkov, numerično simulacijo njihovega obnašanja in virtualizacijo na eni strani ter zagotavljanje termofiziološkega udobja na drugi strani. Dobljena znanstvena spoznanja prispevajo k razvoju temeljnega znanja na področju oblačilnega inženirstva in so pomembna za razvoj znanosti doma in v svetu. Pridobljena fundamentalna znanja in spoznanja bodo prispevala k razvoju inovativnih tekstilnih materialov s funkcionalnimi zahtevami, ali t.i. na znanju zasnovanih izdelkov, skupaj z razvojem potrebnih tehnologij.
Pomen za razvoj Slovenije
Dobljeni rezultati raziskav v okviru raziskovalnega programa so bistvenega pomena za Slovenijo in sicer z vidika razvoja lastnega znanja in posrednega prenosa aplikacije tega znanja v prakso. Rezultati raziskovalnega programa bodo posredno omogočili aplikacijo doseženih znanstvenih spoznanj v prakso, delno je ta že prisotna na podlagi razvitega inteligentnega sistema za napovedovanje kakovosti videza oblačil InSiNaKVO, katerega bistvene značilnosti so: (a) na znanju zasnovano načrtovanje in napovedovanje stopnje kakovosti videza izdelanih oblačil na podlagi znanih mehanskih in fizikalnih lastnosti tkanin, (b) načrtovanje mehanskih in fizikalnih lastnosti tkanin za dosego želene stopnje kakovosti izdelanih oblačil in (c) orodje za simulacijo stopnje kakovosti izdelanih oblačil. Tovrstna aplikacija bo neposredno prispevala k inovativnosti in bo na podlagi inženirskega koncepta projektiranja oblačil in/ali drugih tekstilnih izdelkov, ki zahtevajo definirane funkcije, ob uporabi razvitih ustreznih metod in orodij privedla do transformiranja konvencionalne tehnologije v visoko zahtevno tehnologijo, kar je izrednega pomena za trajnostni družbeno-ekonomski razvoj slovenske oblačilne industrije. Rezultati raziskovalnega programa so tudi potencialnega pomena za tehnološki razvoj. To je prvikrat, da raziskovalni program vključuje definiranje vseh parametrov na področju oblačilnega inženirstva v globalnem pogledu, tj. od materiala kot vhodne surovine do oblačila s poudarkom na kakovosti videza ali drugega tekstilnega izdelka kot končnega izdelka skozi vse komponente sistema, vključujoč aspekt termofiziološkega in ergonomskega udobja. Gre za postavitev inženirskega koncepta načrtovanja oblačil in drugih tekstilnih izdelkov, ali t.i. na znanju zasnovanih izdelkov ter razvoj ustreznih metod in orodij za inženirsko oblikovanje in načrtovanje oblačil in drugih tekstilnih izdelkov.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
