Software til tøjudvikling:Computermodel beregner varmeafgivelsen under tøjet

Uanset om det er til sport, på arbejdet eller i stuen – afhængigt af aktivitet og miljø, vores tøj skal opfylde forskellige krav. Empa-forskere har udviklet en model, der forudsiger, hvor godt en given beklædningsgenstand vil holde os varme. Den afgørende faktor er luftgabet mellem vores krop og det yderste lag af tøj.

Om vinteren, det kan se solrigt og varmt ud. Men så snart vi er udsat for vinden, vi begynder at fryse. Hvis vores tøj ikke er tilpasset forholdene, vi føler os hurtigt utilpas. Beklædningsudviklere, på den anden side, ønsker at tilpasse deres produkter så tæt som muligt til deres kunders krav. For at se, om T-shirts, jakker eller sko leverer, hvad de lover, test med prototyper har hidtil været nødvendige. Empa-forskere har nu udviklet et computerprogram, der beregner, hvor varm og hyggelig en person har det, når man har et stykke tøj på.

Den termiske komfort, sige, en vinterjakke er ikke primært bestemt af dens stof. "Meget vigtigere er luftlagene mellem kroppen og stoffet, " forklarer Empa-forsker Agnes Psikuta. "Luftspalter er ansvarlige for mere end 70 procent af et tøjs termiske egenskaber." Dette skyldes, at luft er en fremragende isolator. tøj isolerer særligt godt, når der er meget luft mellem kroppen og det yderste lag tøj. Hvis denne luft slipper ud, isoleringen lider, og man begynder at fryse.

Kopieret fra modebranchen

Til dato, de fleste videnskabelige modeller til forudsigelse af varmetab har hovedsageligt været baseret på egenskaberne af stof, der er blevet brugt til at fremstille et stykke beklædningsgenstand. Stoffer, imidlertid, falder meget forskelligt, når en krop bevæger sig. Dette ændrer også de isolerende luftlag; men kun et permanent lag kan isolere godt. Forskere har bl. derfor, ledte efter løsninger til at beregne ændringen i luftspaltens tykkelse under bevægelse. "Vi brugte computerprogrammer udviklet til modeindustrien som grundlag. Disse programmer simulerer situationen på en catwalk. Designere kan oprette en virtuel model af et tøj og se, hvordan deres nydesignede tøj ser ud på en person i bevægelse." Det viste sig, at disse computerprogrammer nøjagtigt kan forudsige, hvordan tøj vil falde på kroppen.

Softwaren udviklet af Agnes Psikuta og hendes team kombinerer forskellige matematiske modeller, der interagerer med hinanden. Ud over luftlag, programmet forudsiger bærerens termiske komfort samt indflydelsen af ​​sved eller kropsbevægelser på tøjet. Endelig, et klippemønster forvandles til et virtuelt stykke tøj, der kan bæres af en avatar.

Programmet kan også hjælpe, for eksempel, at udvikle et optimalt outfit til løb om efteråret. "Selv før stofferne eller det æstetiske design er blevet bestemt, vores software beregner det nødvendige tøj skal passe, " forklarer Psikuta. Og alt dette ikke kun for standardstørrelser. "Vores program kan forme avatarerne efter forskellige kropstyper og størrelser. Hvis, for eksempel, noget skal udvikles til særligt muskuløse, kurvede eller slanke mennesker, vi kan tilpasse programmet derefter."

Udviklingsperioden afkortet med 90 procent

Til sidst, programmet er med til at erstatte utallige prototyper til udvikling af nyt tøj og funktionelt gear. Da dette også eliminerer behovet for tidskrævende testkørsler, udviklingsperioden reduceres med op til 90 procent. "Hvor meget tid vi faktisk kan spare, afhænger meget af det pågældende produkt og dets kompleksitet, " siger Psikuta. "For eksempel, beskyttelsesbeklædning til brandmænd - i sidste ende et sundheds- og livreddende udstyr - har en meget kompleks struktur, mens en sports T-shirt, på den anden side, er en del nemmere."

Imidlertid, at betjene computerprogrammet er alt andet end trivielt. For at anvende forskningsresultaterne i praksis, Empa samarbejder med industrielle partnere, der, for eksempel, fremstille funktionelt udstyr til vintersport. "De kommer med nye ideer, og vi støtter dem med vores teknologi og hjælper dem med at udvikle deres tøj på kortest mulig tid, " siger Psikuta. Hun og hendes team præsenterer også softwaren på videnskabelige konferencer, løbende at videreudvikle det sammen med akademiske partnere og derefter gøre det tilgængeligt for så mange brugere som muligt.