Utilizing 3D Printing in Clothing Manufacturing

Abstract

The aim of the thesis was to examine the possibilities of 3D printing in the clothing manufacturing. The work delved into different printing methods used in clothing and it is also clarifying the materials used in 3D printing and their sustainability. The aim of the work was specifically to produce fabrics that utilize 3D printing and to study their properties and suitability for clothing use. The study highlighted the challenges of using 3D printing, different manufacturing options, and new opportunities.

The theoretical background consists of courses, events, interviews, company visits, videos, podcasts, websites and literature. In collaboration nine Finnish 3D printing companies gave email interviews about their experiences with 3D printed clothing and recycling of 3D printing waste. A representative from 3D printing material supplier Sulapac presented the applications of the bioplastic developed by the company at their office.

Based on the analysis of collected information, the result of the thesis was material tests and prototypes of 3D-printed textile structures. The work includes 38 different 3D printed fabric samples. A comparative analysis was made of the outcomes and conclusions were drawn regarding the suitability and relevance of the samples. Representative of the theatrical costumes participated in the observation and evaluating functionality of the material samples.

In conclusion, 3D printing is suitable for use in showpiece clothing. It can be well utilized for decorating clothes and creating details, as well as for clothes that do not need to be washed much. In 3D printing there is less limitations and more options than in traditional manufacturing methods – there is design flexibility. 3D printed clothes are not yet suitable for everyday use or for industrial manufacturing. 3D printing materials suitable for clothing are mostly unecological among other things due to their plastic content, but new materials are being developed all the time. There is much space for improvement in the recycling of 3D printing materials, because there is currently no functioning recycling system, and companies have no information on how to recycle the materials. It would be possible to take the circular economy and sustainability of 3D printing into account at different stages of production, but this is not happening yet.

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää 3D-tulostuksen mahdollisuuksia vaatteiden valmistuksessa. Työssä syvennyttiin erilaisiin vaatteiden valmistuksessa käytettäviin tulostustapoihin sekä tulostuksessa käytettäviin materiaaleihin ja niiden kestävään kehitykseen. Työn tavoitteena oli erityisesti valmistaa kankaita, joissa on hyödynnetty 3D-tulostusta sekä tutkia niiden ominaisuuksia ja soveltuvuutta vaatekäyttöön. Tutkimus toi esille 3D-tulostuksen käytön haasteita, erilaisia vaihtoehtoja valmistukseen ja uusia mahdollisuuksia. Tutkimuksellinen tausta-aineisto koottiin koulutuksista, tapahtumista, haastatteluista, yritysvierailuista, videoista, podcasteista, verkkosivustoilta ja alan kirjallisuudesta. Yhteistyössä yhdeksän suomalaista 3D-tulostusyritystä antoivat sähköpostihaastattelut heidän kokemuksistaan 3D-tulostetuista vaatteista ja 3D-tulostusjätteen kierrätyksestä. 3D-tulostusmateriaalintoimittaja Sulapacin edustaja esitteli yrityksen kehittämän biomuovin käyttökohteita heidän tiloissaan. Kerätyn tiedon pohjalta opinnäytetyön lopputuloksena syntyi materiaalitestejä ja prototyyppejä 3D-tulostetuista tekstiilitasorakenteista. Työ sisältää 38 erilaista 3D-tulostettua kangasnäytettä. Tuloksista tehtiin vertailevaa analyysiä ja päätelmiä näytteiden tarkoituksenmukaisuudesta ja relevanssista. Materiaalinäytteiden havainnointiin ja toimivuuteen osallistui teatteripuvustuksen ammattilainen. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että 3D-tulostus soveltuu käytettäväksi näyttäviin vaatteisiin. Se soveltuu vaatteiden koristeluun ja yksityiskohtien luomiseen sekä vaatteisiin, joita ei tarvitse pestä paljoa. 3D-tulostuksessa on vähemmän rajoituksia ja enemmän vaihtoehtoja kuin perinteisissä valmistusmenetelmissä – suunnittelussa on joustavuutta. 3D-tulostetut vaatteet eivät sovellu vielä jokapäiväiseen arkikäyttöön, eivätkä teolliseen valmistukseen. Vaatteisiin soveltuvat 3D-tulostusmateriaalit ovat suurelta osin epäekologisia muun muassa niiden muovipitoisuuden vuoksi, mutta uusia materiaaleja kehitetään koko ajan. 3D-tulostusmateriaalin kierrätyksessä on paljon kehitettävää, koska tällä hetkellä toimivaa kierrätysjärjestelmää ei ole, eikä yrityksillä ole tietoa, miten materiaalia voisi kierrättää. 3D-tulostuksen kiertotalous ja kestävä kehitys olisi mahdollista huomioida tuotannon eri vaiheissa, mutta niin ei vielä tapahdu.