3D tkanina

3D tkaniny (anglicky 3D fabric) jsou trojrozměrné spletené tkaniny tvořené spletením tří ortogonálních sad sítí. 3D tkanina je běžně definována jako tkanina s prostorovou orientací vláken, nití nebo s prostorovým rozpínáním. Trojrozměrné pletené textilie mají velmi širokou škálu použití. 3D tkanina může být tkaná, netkaná a pletená.

Historie

Historie trojrozměrných pletených tkanin sahá až 4000 let před naším letopočtem a řadí se tak mezi nejstarší textilní procesy. V podstatě se jedná o transformaci přírodních vláken do funkčních tvarů. Začátky 3D tkanin můžeme najít zejména ve splétání lan a různých provazů ve starém Egyptě, Řecku a Římě.

První stroj na trojrozměrné pletení byl patentován v Anglii v roce 1748. Od roku 1960 průmyslníci, vědečtí pracovníci, ale i americká vláda kladou velký důraz na rozvoj a vývoj strojů na 3D pletení. Prosazují jejich využití při výrobě kompozitních materiálů a polotovarů zejména z uhlíkových vláken.

Využití

Pletené trojrozměrné tkaniny mohou být vyrobeny v různých průřezech a tvarech, což umožňuje navrhovat velmi specializované produkty pro různá odvětví. 3D tkanina našla své využití v mnoha oborech. Nejvíce se ale používá v lékařství, leteckém a automobilovém průmyslu. Nicméně 3D tkaninu můžeme najít i ve vlacích nebo hadicích.

3D tkanina je jedinečná technologie, díky které je možno vyrobit velkoobjemové, ale zároveň nízkonákladové kompozity*. Jejich další využití je ve výztuhách kompozitů a konečně u potahů matrací a polštářů. Využití 3D tkanin záleží na procesu výroby a jejich fyzikálně-mechanických vlastnostech. Zatímco u oděvních a bytových textilií má trojrozměrný tvar za úkol dát tkanině zvláštní vzhled a strukturu, jsou také vyráběny 3D tkaniny, které mají cíl zajistit lepší mechanické vlastnosti, zejména pak pevnost materiálů.

* Kompozit obecně znamená složený materiál vzniklý umělým spojením jednodušších materiálů. Kompozitní materiál získává spojením vlastnosti, které jeho jednotlivé komponenty nemají. 

Silné stránky

• Široká oblast využití
• Odolné proti oděru
• Příjemné na omak
• Dobré mechanické vlastnosti (využití jako výztuže)
• Dobře odvádí teplo i vodní páry
• Jsou pevnější v porovnání s 2D textilií
• Pružné

Slabé stránky

• Jsou těžší než 2D textilie
• Náročnější na výrobu

Údržba a péče o potah z 3D textilie

Potah matrace s 3D tkaniny lze čistit a prát jako jiné běžné bytové a oděvní tkaniny. Teplota praní by však neměla překročit 60°C, aby nedošlo k poškození látky.

Typy 3D tkanin a jejich typické vlastnosti

• Vícevrstvá 3D tkanina - složena z několika tkanin spojených nitěmi (skleněná, uhlíková vlákna atd.). Tímto spojením se liší od plošných vícevrstvých 2D tkanin, které se provazují vlastními osnovními nebo útkovými nitěmi. 3D tkanina může mít velmi vysokou dostavu (až 220 útků/cm), dále mohou mít pevné kraje, asymetrické tvary nebo různé profily.
• 3D tkanina s vypuklinami - používají se jako výztuže kompozitů. Výroba probíhá tak, že se lisují do formy nebo se sešívají z nastříhaných dílů.
• Ortogonální 3D tkanina - vyrábí se ze tří systému nití, které k sobě navzájem stojí kolmo tak, aby vytvořili prostorový útvar. Princip tkaní spočívá v tom, že osnovní nitě prochází otvory v pohyblivé desce, kterou se dá nastavit předloha osnovy v libovolném směru. Vyrábí se tak, že jsou dvě osnovy a jeden útek nebo naopak jedna osnova a dva útky.
• Distanční tkanina - vyrábí se ze dvou tkanin spojených vázanými osnovními nitěmi. Tyto tkaniny se využívají zejména na výrobu velurů a koberců,  nafukovacích člunů a matrací.
• Záhybová 3D tkanina - vyrábí se  na principu tkaného plisé na zvlášť upravených tkacích strojích ze dvou osnov a jednoho systému zanášení útků. Záhyby mohou vznikat ve tvaru smyček nebo spojnic dvou vrstev tkaniny, které se zpracovávají do různých tvarů.
• Pletené a splétané 3D textilie - z vazných nití se mezi dvěma pleteninami vytváří lamely, obvykle z materiálů s vysokou pevností. Rozeznáváme radiálně splétané, s pravoúhlou dráhou paliček a s modulovým pohonem paliček.

Vlastnosti 2D a 3D textilií