Для того, чтобы разобраться в основах технологии Zippables, необходимо вспомнить сферы деятельности, требующие кропотливого соединения нескольких частей-деталей для создания полноценного изделия. К ним относят оригами, рукоделие, архитектуру и, конечно же, САПР (система автоматизированного проектирования). Примечательно, что для сборки сложных трёхмерных форм часто требуется сначала изготовить множество мелких деталей, а затем тщательно следовать инструкциям, чтобы собрать их вместе. Однако, несмотря на важность процесса, для многих он является утомительным.
Учёные Лаборатории интерактивной геометрии нашли способ облегчить процесс — представили концепцию застёжек-молний. Это одинарные, двухмерные, разветвляющиеся ленточные куски ткани, которые можно быстро застегнуть (собрать), не используя инструкций по формированию 3D-объектов. Вдохновением для создания технологии Zippables послужили сумки на молнии «Zipit 2017», сделанные из одной длинной ленты с молнией на границе. Чтобы «собрать» сумку, нужно просто застегнуть ленту — так работает и технология Zippables.
Опираясь на 3D-модель, алгоритм создаёт планы одной 2D-формы, которую можно вырезать лазером в нескольких частях из ткани или бумаги. Затем можно прикрепить молнию вдоль границы путём шитья или приклеивания, с помощью специальной крепёжной оснастки.
Для создания такого изделия необходимо вычислить кривую линию, по которой будет проходить застёжка-молния, видоизменяя форму модели. Но не стоит делать выводов, что кривая может проходить как угодно: во-первых, она должна покрывать поверхность как можно более равномерно, чтобы получить равномерную аппроксимацию. Во-вторых, линия застёжки не должна чрезмерно изгибаться, так как молнии имеют тенденцию сопротивляться изгибу в плоскости, и прикрепить их к резко изгибающейся кривой — сложная задача.
Наиболее лёгкий способ вычисления подобной кривой — создать 3D-модель в виде цилиндра. Необходимо нарисовать спиралевидную кривую на цилиндре от одной границы до другой так, чтобы при разрезании вдоль этой кривой результирующая форма представляла собой прямую ленту постоянной ширины.
На изображении можно увидеть виртуальные результаты, а также готовое изделие, собранное и разобранное простым застёгиванием молнии вверх и вниз.
Из чего же изготавливаются подобные застёжки-молнии? В большинстве случаев они представляют собой две тканевые ленты, сцепленные рядом зубцов, благодаря которым молния легко застёгивается и расстёгивается. Самый простой способ крепления такой застёжки — пришить ее. Зубцы должны слегка выступать, чтобы создать достаточно широкий зазор между двумя кусками ткани, тогда бегунок сможет свободно двигаться, не застревая. Необходимо слегка сместить границы сконструированной молнии, чтобы создать этот зазор.
Второй способ — склеивание. Для этого подхода необходимо воспользоваться изготовленным на заказ крепёжным устройством. Такой метод подойдёт в тех случаях, когда ширина молнии небольшая. При склеивании необходимо учитывать правильное выравнивание, степень давления для фиксации застёжки.
Способ пришивания молнии к изделию достаточно трудоёмкий: до сих пор не существует устройства, способного автоматически пришить застёжку по кривой линии, из-за чего приходится выполнять это вручную, с помощью швейной машинки.
На данном этапе изделие, созданное с помощью технологии Zippables, не обладает симметрией, однако этот недочёт разработчики уже исправляют, пробуя новые методы создания моделей.
Производство текстиля является очень плодотворной, но весьма трудоёмкой отраслью, которая остро нуждается в оптимизации, автоматизации и введении цифровых технологий. Разработчики планируют ускорить этот процесс в самые короткие сроки. Кроме процесса застёгивания молний, учёных интересует облицовка труб, которая также выполняется специалистом вручную. Разработчики считают, что их метод значительно облегчит данную задачу.
