Get 20M+ Full-Text Papers For Less Than $1.50/day. Start a 14-Day Trial for You or Your Team.

Learn More →

Additive Manufacturing and Textiles—State-of-the-Art

Additive Manufacturing and Textiles—State-of-the-Art     Review  Additive Manufacturing and Textiles—  State‐of‐the‐Art  1 2 2, 1 Dereje Berihun Sitotaw  , Dustin Ahrendt  , Yordan Kyosev  * and Abera Kechi Kabish      Ethiopian Institute of Textile and Fashion Technology, Bahir Dar University, Bahir Dar 1037, Ethiopia;  dereje.berihun@bdu.edu.et (D.B.S.); abera.kechi@bdu.edu.et (A.K.K.)    Institute of Textile Machinery and High Performance Material Technology, Chair of Ready‐Made Technology,  TU Dresden, 01062 Dresden, Germany; dustin.ahrendt@tu‐dresden.de  *  Correspondence: yordan.kyosev@tu‐dresden.de  Received: 29 April 2020; Accepted: 19 June 2020; Published: 22 July 2020  Abstract: The application of additive manufacturing, well known as 3D printing, in textile industry  is not more totally new. It allows is giving significant increase of the product variety, production  stages reduction, widens the application areas of textiles, customization of design and properties of  products according to the type of applications requirement. This paper presents a review of the  current state‐of‐the‐art, related to complete process of additive manufacturing. Beginning with the  design tools, the classical machinery building computer‐aided design (CAD) software, the novel  non‐uniform  rational  B‐spline  (NURBS)  based  software  and  parametric  created  models  are  reported. Short overview of the materials demonstrates that in this area few thermoplastic materials  become standards and currently a lot of research for the application of new materials is going. Three  types of 3D printing, depending on the relation to textiles, are identified and reported from the  literature—3D printing on textiles, 3D printing of flexible structures and 3D printing with flexible  materials. Several applications with all these methods are reported and finally the main advantages  and disadvantages of the 3D printing in relation to textile industry are given.  Keywords: state of the art; 3D printing; textiles; textile industry; additive manufacturing; materials;  adhesion  1. Introduction  Three dimensional printing (3DP); also called additive manufacturing (AM) represents a method  to create objects via step by step layering used for pre‐production or production. By creating a 3D  model  with  a  computer‐aided  design  (CAD)  program  [1]  and  slicing,  the  object  can  be  created  without additional tools and waste of material [2]. A 3DP is the opposite of traditional, subtractive  manufacturing, which cuts away unnecessary material to create the desired shape [2,3].  Since the introduction of additive manufacturing in the 1970s, a wide array of technologies has  emerged from few key patents [4]. For example: material extrusion [5], binder jetting [6], directed  energy deposition [7] and laminated object manufacturing (LOM) [8] (see Figure 1).  Appl. Sci. 2020, 10, 5033; doi:10.3390/app10155033  www.mdpi.com/journal/applsci  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  2  of  22  Figure  1.  Principles  of  common  additive  manufacturing  (AM)  technologies:  (a)  fused  deposition  modeling (FDM), (b) direct ink writing (DIW), (c) directed energy based deposition (d) binder jetting  process, (e) vat photo polymerization, (f) powder bed fusion with a laser sintering process.  Emergent  3D  printing  technologies  are  being  built  upon  these  fundamental  methods  by  incorporating multi material printing to produce complex structures [9], bio‐printing with various  soft and biocompatible materials [10], optimizing the AM technology with higher speeds, improved  resolution and lower costs [11,12] and combining AM with traditional manufacturing [11,13–16].  Additive manufacturing has recently found its way into the field of the textile industry and  promises to revolutionize the textile supply chain [17]. Due to their potential to significantly improve  both the geometric complexity and functionality available from conventional fiber‐based textiles, AM  presents an opportunity for development of novel solutions for conventional and high‐performance  textile applications [17,18].  Analysis of the research papers, related to “3D printing of textiles” and registered in Scopus  shows that after the first record in Scopus from 1988 (the data base first record in Scopus) until 2012  there  constant  but  minimal  amount  of  publications  per  year  in  this  area.  Starting  from  2012  the  publications per year increase rapidly from 5 to 50—and keeps that level for the last years[19], where  it has to be taken into account that year 2020 is not over [20]. This increased number of high quality  publications after 2012 can be explained with the significantly increased availability of 3D printers at  acceptable prices after this period, which allowed to more researchers to start making research in this  area (see Figure 2). The real number of publications in the area of AM is significantly higher, because  the contributions to various conferences, exhibitions, web‐blogs, student thesis and other events are  not registered in Scopus. Furthermore, there is large number of research focused on the AM process  itself,  the  materials,  software  etc.,  but  not  related  to  textiles,  so  they  are  not  considered  in  this  diagram.  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  3  of  22  Year Figure 2. Listed in Scopus research documents on 3D printing of textiles [20] (source: Scopus, key  word: 3D printing of textiles). Remark—the real number of not listed in Scopus publications, web  reports, conference papers and else is significantly larger.  This paper has the aim to present review about the current state of the art of the application of  the additive manufacturing in combinations with textiles or for textile like applications.  The  paper  is  structured  into  several  sections.  Section  2  gives  overview  about  the  design  or  preprocessing of the geometry for printing. Section 3 presents overview of the printing methods for  production of flexible, “textile like” structures by 3D printing. Section 4 is dedicated on printing on  textiles including the adhesion issue, examples and 4D printing as extension of this principle. The  following sections are concentrated on the printing of flexible structures and printing with flexible  materials.  The  paper  finishes  with  overview  of  the  current  applications  and  analysis  of  the  advantages and disadvantages.  2. Preprocessing—Design of the Geometries for Additive Manufacturing  The 3D printing process begins with designing the product using CAD software. This can be  NURBS based software as Rhino [2,21,22], or a classical CAD package like Solidworks, PTC Creo [22],  Blender, Autodesk, Netfabb [17], and so on. Each design software has its own features, for example  the classical CAD for machine design like Solidworks or Autodesk Inventor are a hybrid solid and  surface modeler, where the geometry is created on basis on some main basic 3D bodies with regular  form, their combinations, cutting holes and some algorithms for sweeping cross section along or  around axes. Rhino 3D uses non‐uniform rational B‐spline (NURBS) in surface modeling, which make  it  easier to  work  with  complex  curved  surfaces.  In  such  software, the 3D  surface  can  be  quickly  modified by motion of just one control point of the NURBS surface. Similar options are added during  the last years in the CAD software Autodesk Fusion 360 product, too.  Another  way  of  building  the  3D  model  is using  parametric  models  with  scripting  language  within 3D CAD software for design of complex shapes. Changing one or more parameters generates  alternative forms and hence achieves unique individualized design and mass customization [23–25].  Emerging 3D body scanning technology is another tool adopted to produce a perfectly body  fitting garments by  capturing the body size and body form. The designer can  perform design of  accessories directly on the virtual body contour using CAD software [22,26].  Several researchers try to produce textiles‐like geometries, where interlaced or interloped solid  elements build 3D printed knitted or woven structures. For example braided structures for ropes or  medical braids can be generated using parametric algorithms reported in [27–29]and implemented  in professional CAD like [30] from where the generated 3D geometries of braided ropes, braided  medical  stents,  warp  and  weft  knitted  pattern,  woven  structures  can  be  exported  to  STL  (stereolithography) format and send to the 3D printer directly.  Another way of creation of textile‐like structure is the uses of connected closed profiles, named  “links” are used. For the design of connected crossed profiles (links), the single link is generated using  conventional CAD software or parametric modeling. After that several substances of it are copied  multiple times and translated at calculated distances, so that the links remains connected. The final  Documents 2020 Appl. Sci. 2020, 10, 5033  4  of  22  array  of  the  links  sends  for  the  printing  processing  [18,19,31].  The  generated  body  is  then  communicated to the printer, which develops the 3D product by each divided layer [2,22,32].  3. Materials Used for 3D Printing  The  type  of  material  used  for  AM  directly  affects  the  objects  dimensions,  durability,  characteristics and possible applications as well as the willingness to wear as the cloth‐like structures  [32,33].  Light‐weight  polymers  or  polymer  composites  are  the  main  materials  used  as  printing  materials allowing flexibility of the printed items [34,35]. The most current materials used for AM  textile structures are usually not flexible enough to provide suitable comfort for daily use [22]. Their  selection is limited from the printing technique [36]. For providing thermo‐physiological comfort,  natural textile fibers on cellulosic or protein basis still would be ideal materials [37]. Some researchers  try to use wool as printing material [38,39] to overcome the limitation of plastic materials, but in this  case the process is related to needle punching of wool yarns for production of 3D forms, and precisely  speaking do not present 3D printing using polymer deposition. Because wool and cellulosic fibers  have no melting point, their direct use for 3D printing by melting is not possible; only solution based  methods could be solution for them.  In general, the raw material for printing can be in all three aggregate state as solid/powder, liquid  and gas. The type of the material can be very different like polymers, metals, ceramics, waxes, sand,  resins and a composite of two or more materials [2,32,40]. The polymers are the dominating materials  used in 3D printing in the last five years (from 2015 to 2019) which is followed by resins and metals  [36]. Polymers provide a great variety of properties, which is why they are used for a wide range of  applications from adhesives to medical and more advanced technologies within large industries [2].  The main type of the used polymers are the thermoplastic polymers like PLA (polylactic acid), ABS  (acrylonitrile  butadiene  styrene),  PLA  (Polylactide),  PETG  (polyethylene  terephthalate  glycol‐ modified), nylon (polyamid), and TPU (Polyurethane). Their properties as melting point, required  extrusion temperature and main mechanical properties are widely published in internet for instance  at www.3dnatives.com, https://all3dp.com/ and many other pages.  According the predictions of several researchers [37,41] more textile related materials will be  used  in  the  near  future  For  example,  a  textile  company  named  TamiCare  Limited  (www.tamicare.com), has already developed an AM technology called CosyFlex™ that prints fabrics  using liquid polymers, including natural latex, silicon, polyurethane, and Teflon, as well as textile  fibers like cotton, rayon and polyamide[2,22,42]. Electro‐loom (http://www.electroloom.com/) was  another  company  trying  to  wearable  fabrics  using  electro‐spinning  method,  where  the  liquid  polymers was sprayed out from the nozzles and then dried to form the cloth on the 3D mold of the  shape [43]. The company closed in 2016 because of missing financing and of technological difficulties  ([44] and https://medium.com/electroloom‐blog/thanks‐and‐farewell‐b0c128c3043f#.c52nk8a2h). The  electro spinning is modern method for production of fibrous surfaces with very fine materials, which  can be suitable for tissue engineering and other special areas, but their productivity is still very low  for conventional clothing.  Cellulosic  materials  are  applied  using  solution  based  methods  as  modification  of  existing  surfaces applications [45].  Another  trend  in  the  materials  is  building  the  composite  filaments,  based  currently  on  two  components. These can be split into two groups depending on the fiber length:  ‐ Short fiber content materials—in this case very short fibers, for instance carbon fibers are mixed  within the thermoplastic polymer. The company Markforged (www.markforged.com) provide  for instance; Ony material, which consist of chopped carbon fiber reinforced with nylon, with  flexural Strength 81 MPa, Onyx FR (flame resistant) which higher flame retardant [46]. These  materials combine all advantages of the short fiber composites and the 3D printing—and allow  production of complex 3D parts with better properties based on the reinforcement of the short  fibers.  ‐ Continuous filaments—in such case a core with multifilament from glass, aramid or carbon is  covered for instance by nylon. Provided again from Markforged with their 3D printers Mark  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  5  of  22  One and Mark Two—such filaments require integrated scissors device close to the nozzle in  order to be able to cut at the predicted places. These types of materials can provide significantly  efficient part design because the filaments can be placed in the required directions and places  and the remaining part can be printed with lower density pure polymer solution.  The  materials  for  additive  manufacturing  based  on  electro‐spinning  are  not  discussed  here,  because they cover large set combinations of materials and solvents and are object of investigations  in several electro spinning related papers.  4. Production Methods  Fused deposition modeling (FDM) is the dominating printing technology in the last five years  (2015–2019) state of 3D printing and followed by selective laser sintering (SLS) and stereo lithography  (SLA), respectively [36] These are the main types of 3D printing technologies used in relation to textile  context: FDM for printing onto a textile fabric, SLS for producing textile‐like structures and SLA types  used to form a fabric‐like stiff textiles which can be rolled and seamed to shape [47,48]. Table 1 gives  brief description of them with the materials, textile products, advantages and disadvantages.  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  6  of  22  Table 1. A brief description of additive manufacturing techniques for 3D printing techniques for printing in the textile industry.  Techniques  Mechanism  Materials  Advantage  Disadvantage  Photopolymer resin, and an  Polyethylene, polypropylene,  Requires support rafts, additional  ultra‐violet (UV) laser to cure  ABS, polycarbonate casting and  Fast printing process  time, sanding and reduces the  and harden individual layers  molding material A flexible,  [49]. More flexibility  quality of the product due to  Stereo lithography (SLA) [49]  to form objects [21,50]. Rigid  elastomeric material can be  and texture; offers a  sanding; expensive material and  parts and connective joints can  combined with stiff and hard  high‐quality   no   be printed together at   polymer [34]. 3D printed textiles  surface finish [52].  color variety [49,50].  one time [49,51].  are stiff and not flexible [48].  only use one material per model;  A computer‐controlled laser  multi‐material models printed  traces the layer, heating the  Allows designers to  separately and joined  powder to just below its  create delicate, yet  afterwards[21,54]. Glass, plastic,  boiling point to fuse the  highly functional and  It does not produce a high‐quality  metals, ceramics, or nylon,  Selective laser sintering (SLS).  particles into a solid object  durable products,  surface finish compared to SLA  stainless steel, titanium alloy,  [49,50]. After the first layer is  requiring less sanding  [49,50].  nickel alloy, aluminum,  created, the building platform  of the object than   copper[50]. Dresses, bathing  drops, exposing the next   SLA [49,60].   suits, shoes, single and double  layer of powder [53]  face knits [55–59]  Wax, metals, ceramics,  FDM offers a variety of low‐ acrylonitrile butadiene styrene  cost desktop printers [61].  (ABS), polylactic acid (PLA),  Based on heating a filament in  Capable of printing  Visible seam lines between layers  polyethylene terephthalate  an extruder nozzle and  flexible, glossy, lace‐ and delamination from  FDM   (PET), aramid, onyx, glass and  depositing the molten material  like fabrics with   temperature changes, influence  (Fused deposition modeling).  carbon fibers are some[22,50,63].  line by line on a printing bed  soft PLA polymers  the strength of the bond between   Shoes, skirt, dress, jacket, soles,  where it hardens. The next  [55].  layers [50].  yarn, knit structures and  layer is printed on top of the   printing on and with textiles  previous layer [62]  [47,55,59,64–66]  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  7  of  22  5. Printing on Textiles  5.1. Method  The  special  case  of  polymer  deposition  over  a  textile  structure  becomes  more  intensively  investigated because this method allow enrichment of the classical textiles with additional functions,  like  rigidity  in  selected  regions,  mounting  of  additional  devices,  decoration  and  others.  Figure  3  demonstrates the steps for this case and principally it does not differ from the main workflow of  normal FDM printing process, except the step 5.  Figure 3. The 3D printing steps of textiles [35,67–69].  A success first layer is known to be a crucial factor for producing 3D prints free of errors [34]  during  the  layer‐by‐layer  print  of  the  series  of  2D  layers  till  the  designed  3D  product  is  finished[35,68].  At Step 5, polymer deposition onto textiles occurs. Its success depends on the aspects of material  science, material compatibility, polymer–textile adhesion and the printing conditions [70]. In order  to bond effectively the polymer must be compatible with the fiber substrate. They have to contact  fully in order to develop the maximum adhesive bond strength [71,72]. Deep investigation of these  conditions is given in [65]. For applications that specifically will stress the shear or peel behavior,  researchers advise to perform a shear or peel test, after determining the optimal printing setting with  the perpendicular tensile test [17,73–75].  5.2. Adhesion between Textile and the Deposited Polymer  Few methods have been investigated by researchers to improve the adhesion between the textile  and the deposited polymer. For example, coating fabrics with different polymers before 3D printing  with ABS or PLA on them, resulted in a significant increase of adhesion between the polymer and  textile fabric [76].  The distance between the nozzle and the printing bed is a crucial factor for the adhesion on  textile substrates. With decreasing distance, the adhesion force increases until the minimum distance  is reached in which the filament does not clog the nozzle so that the nozzle presses the 3D printing  polymer  with  higher  forces  into  the  open  pores  of  the  fabric[67].  As  shown  in  Figure  4,  the  temperatures of the printing bed and the nozzle affects the adhesion, i.e., temperatures of the bed  and nozzle increased, the adhesion between the two materials increased [67,73,77]. These results, and  those of Figure 5 are obtained according [77] at the following parameters: FDM printer Orcabot XXL,  producer Prodim, nozzle diameter 0.4 mm, filament: polylactic acid; textile: polyester woven fabric  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  8  of  22  with thickness 0.55 mm and areal density 114 g/m ; dimensions of the printed rectangles 250 mm x  25 mm. The thickness of the printed layer of 0.4 mm was reached by printing two layers. Nozzle  temperature 200 °C, bed temperature  60 °C,  printing velocity 30 mm/2, polymer flow 100%, and  extrusion width—0.4 mm. The adhesion tests depicted there were carried out according to DIN 53,530  and evaluated with respect to DIN ISO 6133.  Figure 4. Example of the dependence of the adhesion force on the temperature of nozzle (left) and  bed (right) [77] at the specific conditions and materials reported in [77], tested according DIN 53,530  and evaluated according DIN ISO 6133.  Generally,  the  dependencies  found  can  be  attributed  to  physical,  that  is,  form‐locking,  connections, while no indications for chemical bonding were found [78].  The  influences  of  textile  physical  and  chemical  surface  properties  such  as  weaves,  surface  roughness and plasma treatment or washing were investigated and it is found that the adhesion  strength  is  mostly influenced  by  both  the form locking  connections  of  the thermoplastic and  the  textile material (textile surface energy) [75]. Textile properties such as the weave pattern or the weft  density will have an influence on the overall adhesion properties [65].  The washing process significantly decreased the initial adhesion strength of 3D printed material  and therefore, a pretreatment such as plasma, corona or chemical finishing are advised to be applied  to guarantee better washing resistance and adhesion properties [79] by enhancing intermolecular  interactions  like  hydrogen  bonding  or  dipole‐dipole  interaction  between  the  molecules  of  the  polymer  and  the  textile  surface  before  the  print  [75,80].  In  addition,  3D  printing  speed  and  the  polymer flow were investigated and it was found that there is no significant influence (see Figure  5)[77].  Figure 5. Example of the dependence of the adhesion force on the printing speed (left) and polymer  flow (right) [77], at the specific conditions and materials reported in [77], tested according DIN 53,530  and evaluated according DIN ISO 6133.  Thermal conductivity, roughness and porosity of the textile materials are  other main factors  which influence the maximum adhesion strength. Because of stronger mechanical interlocking and  higher Van der Waals forces created on a warmer and larger surface area, lower thermal conductivity,  higher roughness and mean flow pore size of the textile material could significantly enhance the  adhesion strength [79].  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  9  of  22  In summary, the factors affecting the adhesion of 3D printing of textiles are presented well in  the source [81] and can be summarized in to three groups:  a) Filament material and its composition;  b) Printing settings with subgroups of;  ‐ Platter—distance between the nozzle and the platform, bed temperature, type of the plate;  ‐ Print settings—like layer height, printing speed, extrusion width, polymer flow and extruder  settings;  c) Textile substrate over which to be printed—in the meaning of type of fibers, their morphology  and topology, surface properties and chemical treatment.  5.3. Examples and Applications  Deposition of rigid forms over classical soft textiles allows the design of combined structures  with  additional  properties  (Figure  6).  These  can  have  for  instance  stable  structure  with  good  permeability and wearing comfort or auxetic behavior [82]. For several textile nets, the connection  between both materials, generated  by the printed material surrounding the single textile threads  (Figure  7), is  found  to  be  sufficient for  utilization  in  garments  and appears  promising for use  in  technical textiles [65].  Figure  6.  Microscopic  pictures  of  the  auxetic  shape  printed  on  a  double‐face  fabric  from  acrylic/polyester, relaxed (left panel) and stretched (right panel) [82]  Figure 7. Polylactic acid (PLA) strips with different warp knitted mesh structures as inlays: fishing  net produced from 100% polyamide 6 (left panel), and sunscreen net, by Karl Mayer, produced from  100% polyester (right panel) [65]   Another application of the printing rigid parts over the textiles is the mounting of connectors,  buttons [83,84]  The  art‐designers  apply  the  additive  manufacturing  for  development  of  personalized  decorations, where each customer can print over the fabrics by of cotton, wool, viscose fabrics and  polyester net different forms (see Figure 8, left‐to‐right).  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  10  of  22          Figure 8. Floral pattern printed on cotton, wool, viscose fabrics and a polyester net (left to right) [65]   The combination of rigid and soft materials during the 3D printing over textiles demonstrates  the advantages of such system very well in the orthopedic devises. The quick 3D printing process can  be integrated in the process chain from the design stage and allows production of novel personalized  and customized orthopedic devices to support and restore the mobility of a joint (see Figure 9). This  device is applicable in sport/training purposes, preventive treatment or rehabilitation after injury of  the joints in the hand and knee by limiting the movement in the joints [85–87].  Figure  9.  Combination  of  additive  manufactured  element  with  a  knitted  fabric  for  movement  limitation and rehabilitation after injury of joints [85,86].  Because the additive placement of polymer material is possible over almost each type of textile‐ knitwear, woven fabrics, non‐woven, composites and plastic parts, made from both synthetic and  natural materials [88], can be summarized, that this method can be considered as excellent extension  or  3D  functionalization  method  for  the  classical  textiles.  The  combination  enhances  of  the  characteristics and the functions of the materials give new appearance and dimensional stability of  textiles in accordance with new end use applications.  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  11  of  22  5.4. 4D Printing  As 4D printing is named a method of manufacturing where the 3D form additional have some  functionality which changes in the time or changing temperature or else, which is the 4th dimension  [89] (Figure 10). The additional function can be obtained by using some sophisticated 3D geometry  designs, or materials, which change their shape [90]. The idea is that the change of the form or color  is based on programmed triggers like heat, light, moisture, pH‐value. Further, 4D printing can be  used in soft robotic systems, smart textiles, drug delivery or biomedical devices [91,92].  Figure 10. A 4D printed dress with colors [89] (Source https://juliadaviy.com/category/future‐of‐ fashion/).  The main parameters, which currently are tried to be changing are the stiffness, permeability,  color,  and  degree  of  water  absorbency  [93,94].  The  polymer  penetrates  in  the  pores  of  the  knit  structure after 3D printing and can be used for controlling of the permeability of the structure [95]  The 3D printing on textiles allows hybrid materials of fabric and printed polymer create a 4D  textile with form and functions change. For example [95], the 3D printed elements are placed directly  on to pre‐strained textiles, wherein the textile is used as an energy storage device. The shape of the  3D printed with the flexible textile is changed after heating at different temperatures [95].  Another similar work with 3D printing over textile for getting material, which transform into  different shapes with time in response to external stimuli is reported [96,97].  These  few  examples  demonstrated  that  the  3D  printing  with  good  selected  material  and  geometry combinations can be used for production of structures with changing form or properties,  which can be one of the future directions of new, better integrated in our clothing and environment  sensors and actuators.  6. 3D Printed Flexible Structures  According [33] the 3D printed structures are classified in to six main categories as Meso, Linked,  Hinged, Flexible, Generative and Hybrid which varies in material depending on the properties of the  structures whether it be knit, woven, or non‐woven. Hybrid structure according this classification is  the printed over textile case, described in the previous section. Table 2 summarizes the three methods  for  production  of  flexible  structures  with  3D  printing.  In  all  three  cases,  thin  layers  (sheets)  are  printed, but the cases differs in the orientation of the single sheet pieces. In the first case the connected  sheets are oriented perpendicular to the product surface. Because of the low thickness of the sheets  their connection lines still allow  some freedom for rotations and they  move as  kinematic  chains,  which gives flexibility of the structure. The second case “mesh like structure” is based on printing of  sheet with holes—so that the bending rigidity is reduced because of the missing material and thus  the lower mass moment of inertia. The third variant is copied from the historical protection clothing  and is based on linked rings or other closed profile forms. The single links have enough degrees of  freedom to rotate and the resulting structure remains flexible with very good drape ability.  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  12  of  22  Table 2. 3D printed flexible structures and their features.  Structure  Principle  Features  Example  Thin layer nearly parallel plates, oriented  Thin layer plate kinematics  90° to the nominal surface, connected at the  These structure can have out‐of‐plane and in‐plane bending and  (Example: Mesostructure of A.  ends allow flexibility in different  can have auxetic behavior, if well designed.  Bastian [88])  directions. Because of the low thickness the     bending moments are negligible.   Andreas Bastian   Meso‐structured [98]  Thin plate, with several openings. The  No cutting required and les material used, 3D printing in‐place  Mesh like thin sheet  openings extend the bending flexibility   possible, work straight out of the machine [99].  and the formability.  Kinematics dress [99]  Rings or other closed profiles connected  Linked elements (rings,  Each element has enough degrees of freedom to move in the local  together. Normally printed using  triangles, squares, complex  range and rotate, which gives very good   supporting material   closed curved shapes)  drape characteristics.  for the gaps.  Jiri Evenhuis Chainmail dress.  Perepelkin (2013), cited from [18]  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  13  of  22  Similar  to  the  linked  rings,  directly  completed  single‐faced  and  double  faced  weft  knitted  structures  (Figure  11)  can  be  formed  by  selective  laser  sintering  of  nylon  powder  [56].  The  demonstrated products can be easily compressed, extended, stretched and folded [57].       Figure 11. Samples of the 3D printed textile structures and clothes [57,58,66,100]   7. 3D Printing of Elastic Materials  There  are  two  approaches  for  production  of  elastic  shapes  with  3D  form  with  textile‐like  properties:   Printing full  layer  elastomers,  which  have enough good  elasticity [101]. This method  can  be  classified to the “classical” type of 3D printing, where the material is coming from one (or more)  nozzles and is solidified at the moment of the placement on the surface based on the different  temperature, drying process or other (UV‐hardening, chemical reaction) processes.   Printing or placing fibers over 3D mandrel. Such processes were developed in the past and are  known with other names, but not directly as 3D printing. Because here the material is added to  the existing surface can be arranged to it, too. For instance electro‐flocking technique [102] has  the  potential  to  place  fibers  over  3D  form  and  build  such  surfaces,  Meltblown  nonwoven  production can be applied for the case of continuous fibers, too. The company TamiCare uses  the process for customizing of 3D printing with textile fibers in which the fabric is built up in  layers by a spray jet. It is capable of working with liquid polymers such as natural latex, silicon,  polyurethane and Teflon as well as textile fibers like cotton, viscose and polyamide. Some of  TamiCare  products  are  disposable  towels,  women  underwear,  swimwear,  bandages  and  sportswear [42].  Several reports for innovative works are done here in the area of electro spinning because at this  process the produced nano‐fibers are naturally softer, based on their small diameter. The 3D printing  process via electro‐spinning applies a moving nozzle connected to a high voltage and a syringe that  delivers the nozzle a polymeric solution (Figure 12, left) [66]. The melt‐blowing die can be placed on  a robot which moves in the space around collector with 3D form (Figure 12, right) [66] and produce  directly parts with 3D form.  Figure 12. Illustration of a 3D electro‐spinning setup (left) and robotic fiber assembly and control  system (RFACS) (right), the integration of a six‐axis robot with melt blowing system [66].  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  14  of  22  A  similar  method  was  applied  by  the  former  company  Electro‐Loom,  as  mentioned  in  the  Materials section [44,103] (Figure 13), which demonstrated the possibility to produce larger pieces for  clothing, but did not succeed to find suitable economically efficient application area.       Figure 13. Products manufactured by Electro‐Loom (white color products without decorations)  [103]  8. Current and Future Applications  Apparel  manufacturers,  retailers  and  designers  have  been  using  3D‐printers  for  different  functions—to  create  prototypes  for  testing,  for  customization  of  the  products,  creating  of  artistic  pieces  and  spares  [2].  Popular  are  becoming3D‐printed  bikinis,  shoes,  dresses  [35,104],  where  normally using combination of printing from solid soft material and creating flexible structures are  used.  The  main  point  here  is  the  personalization—where  the  process  allow  creation  of  [32].  Manufacturing of footwear, its specific parts and customizable insoles for everyday use, sports or  specialized tasks is one of 3D printing’s fastest growing segments [100,105]. Large apparel companies  including  Nike  and  Adidas  shoes  companies  have  already  integrated  3D  printing  into  their  manufacturing processes to print parts like soles (Figure 14) and clothes [17,100].       Figure 14. 3D printed sneakers [100].   The 3D printed garment has currently more sculptural or decorative effects and will probably  not be used in the near future as main replacement of the clothing [33]. Figure 15 demonstrated such  decorations created by inspiration of the well‐known Plauen lace [55].     Figure 15. Multi‐layer lace pattern, depicted in “netfabb” (left panel), and the resulting 3D print (right  panel) [55].  It is not very common, because of the not common size for the normal 3D printing, but some  people apply 3D for creating body sculptures, which can be used for garment fit and drape testing  [1] (Figure 16). Actually, here the amount of material and work for creation of such figure is large and  the modern CAD software can perform the fit and drape tests based on simulations. For this reason,  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  15  of  22  such kind prototyping based on 3D printed manikin will be applied in the future probably only for  sophisticated products.  Figure 16. Testing garment fit over real body model (a) and the scaled 3D printed body model (b) [1].  One growing area of application of the 3D printed flexible parts is the health care. The generated  meshes can seamlessly interact with the body (Figure 17), and thereby improve the lives of countless  patients suffering from conditions ranging from ankle or other joint sprain to hernia and tremors  [106].  Figure 17. The drape dress and joint recovery supports/covers [93,100].  An  example  of  ankle  brace  was  developed  that  shows  the  potential  of  controlled  nonlinear  tensile response by letting the ankle move freely unless it inverts to an excessive extent as well as a  glove with an embedded mesh designed to conform to the hand (see Figure 18) [17].  Figure 18. A 3D printed glove: (a) sewing pattern printed from two materials, (b) surface design of  glove, (c) flexible sewing pattern with inner lining, and (c) pattern pieces sewn together to three‐ dimensional garment [17].  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  16  of  22  One way of the improvement of the drape ability of the solid parts is modification of the tool  path so, that the fiber cool down before it touch the previous placed fiber in some areas [106]. The so  build filament path are not connected and can slide relative to each other which results noticeably  greater drape (10 mm scale bar) (Figure 19a). The conformal mesh is printed (Figure 19c) and sewn  on to a glove [106] (exerts a restoring force on the fingers when the fist is clenched) as is commonly  necessary in stroke rehabilitation.  Figure 19. Additional capabilities of mesh printing: (a) modulation of fiber–fiber bonding, (b) a mesh  (scale  bar  10  mm)  with  locally  patterned  negative  Poisson’s  ratio  unit  cells,  which  featuring  anisotropic mechanics and showing its ability to conform to a knee. (c) Printing of conformal meshes  onto a template [106].  9. Advantages and Disadvantages  9.1. Advantages  Additive Manufacturing allows new levels of mass customization of fabrics products [65]. It can  significantly  enhance  production  times  of  small  parts  produced  in  small  numbers  and  gives  the  possibility to create parts that would be impossible to produce with conventional techniques [17,55].  Compared with regular textiles, studies have presented several advantages of 3DP such as:   Customization and an accelerated design process [49,107],   Perfect fit, unique structure and patterns [22,34]],   Cheaper [50,108],    Convenient, rapid prototyping and less lead time [2,106],   More sustainable [2],    Less waste of raw material because cutting fabric leads to leftover scrapes [109],   Costs less energy to produce [110],    Lower costs related to inventory, warehousing, packaging, and transportation [2], and;   Provides the possibility for  costumers [111,112] to  produce objects  by themselves by  buying  garment designs from fashion brands [2,22].  9.2. .Disadvantages  The biggest disadvantage of 3D printing is the copyright problem. Scanning existing pattern and  reproducing it by 3D printing can be done today in short time. Many copyright holders will have a  hard time protecting their rights and businesses producing unique products will suffer [113,114].  Another main current disadvantage is that comfort and flexibility that a 3D printed only parts  are expected to provide. The most current materials do not absorb moisture at all. For several cases,  probably  unexpected  for  some  people,  but  the  real  problem  is  the  price,  based  on  the  low  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  17  of  22  productivity. Currently, the 3D printed products can be more expensive option than textile products  made with traditional methods [115].  10. .Outlook and Conclusions  This  review  demonstrated  that  the  additive  manufacturing  already  influences  the  textile  production in three directions. The most used one is the 3D printing on textiles, where additional  features  to  the  existing  textiles  can  be  added  and  customized  and  personalized  products  can  be  quickly created. The important point at that technology is the adhesion between the both products,  where a lot of investigations are already done. Based on the combination of the soft, comfortable  textile and rigid, individually placed, in some cases controllable additively placed materials we can  expect  that  in  the  future  this  kind  of  products  will  replace  the  current  one  in  the  rehabilitation  supporting  devices  and  probably  in  personalized  protection  equipment  for  different  sports  and  working conditions. The printing of flexible structures based on rigid materials is another area, where  the structures try to have some “textiles like” properties, and will definitively find their application  areas for complex structures in robotics, fashion, architecture and will replace some of the existing  heavier and solid products, but they are not real competitor to textile products, they can be effectively  combined with such. In the last analyzed area—printing with flexible materials—the development is  currently in a very early stage. Here we can expect in the future rapid development of new elastic  materials, which can be solidified on the printing surface in some given form and at the same time  provide good air—and moisture permeability through them. Here, both printing with fiber based  materials  glued  together  with  some  additional  material,  and  the  use  of  direct  production  of  membrane structures form polymers can be expected to change the business games in the future.  Here, several tasks have to be solved near the properties, which are required for thermo‐physiological  control, to stabilize printing conditions—and additionally—high production speed and lower costs  have to be reached, in order to become really competitors to textiles.  Author  Contributions:  Writing—original  draft  preparation  Sitotaw,  Conceptualization  and  resources  Ahrendt,  Writing—review  and  editing,  supervision  Kyosev,  funding  acquisition  and  supervision  Kabish. All authors have read and agreed to the published version of the manuscript.  Funding:   This research was funded by German Academic Exchange Service (DAAD) trough the EECBP Home  Grown PhD Scholarship Program 2019. The APC was funded by the publication found of the TU Dresden and  Saxon State and University Library Dresden (SLUB)   Conflicts of Interest: The authors declare no conflict of interest  References  1. Spahiu, T.; Grimmelsmann, N.; Ehrmann, A.; Shehi, E.; Piperi, E. On the possible use of 3D printing for  clothing and shoe manufacture. In Proceedings of the 7th International Conference of Textile, Tirana, Albania,  10–11 November 2016; pp.10–11.  2. Vanderploeg, A.; Lee, S.‐E.; Mamp, M. The application of 3D printing technology in the fashion industry.  Int. J. Fash. Des. Technol. Educ. 2016, 10, 170–179, doi:10.1080/17543266.2016.1223355.  3. Berman,  B.  3‐D  printing:  The  new  industrial  revolution.  Bus.  Horiz.  2012,  55,  155–162,  doi:10.1016/j.bushor.2011.11.003.  4. MacDonald, E.; Wicker, R. Multiprocess 3D printing for increasing component functionality. Science 2016, 353,  doi:10.1126/science.aaf2093.  5. Marián, H.; Milan, V.; Jaroslav, M.; Milan, S.; Filip, D. Influence of the Shape of the Test Specimen Produced  by 3D Printing on the Stress Distribution in the Matrix and in Long Reinforcing Fibers. J. Mech. Eng. 2019,  69, 61–68.  6. Brody, H.D.; Haggerty, J.S.; Cima, M.J.; Flemings, M.C.; Barns, R.L.; Gyorgy, E.M.; Johnson, D.W.; Rhodes,  W.W.; Sunder, W.A.; Laudis, R.A. Highly textured and single crystal Bi2CaSr2Cu2O.r prepared by laser  heated  float  zone  crystalization.  J.  Cryst.  Growth  1989,  96,  225–233,  doi:https://doi.org/10.1016/0022‐ 0248(89)90520‐4.  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  18  of  22  7. Gibson, I.; Rosen, D.; Stucker, B.  Additive Manufacturing  Technologies 3D Printing, Rapid Prototyping,  and  Direct Digital Manufacturing, 2nd ed.; Springer: New York, NY, USA, 2015.  8. Kuhn, R.; Minuzzi, F.B. The 3D printingʹs panorama in fashion design. Mus. Mem. e Des. 2015, 2,  1–12.  Available  online:https://silo.tips/download/the‐3d‐printing‐s‐panorama‐in‐fashion‐design(accessed  on  21  July  2020).  9. Kokkinis, D.; Schaffner, M.; Studart, A.R. Multimaterial magnetically assisted 3D printing of composite  materials. Nat. Commun. 2015, 6, 8643, doi:10.1038/ncomms9643.  10. Do,  A.V.;  Khorsand,  B.;  Geary,  S.M.;  Salem,  A.K.  3D  Printing  of  Scaffolds  for  Tissue  Regeneration  Applications. Adv. Healthc. Mater. 2015, 4, 1742–1762, doi:10.1002/adhm.201500168.  11. Guo, Y.; Chang, C.‐C.; Halada, G.; Cuiffo, M.A.; Xue, Y.; Zuo, X.; Pack, S.; Zhang, L.; He, S.; Weil, E., et al.  Engineering flame retardant biodegradable polymer nanocomposites and their application in 3D printing.  Polym. Degrad. Stab. 2017, 137, 205–215, doi:10.1016/j.polymdegradstab.2017.01.019.  12. Kwon, Y.M.; Lee, Y.‐A.; Kim, S.J. Case study on 3D printing education in fashion design coursework. Fash.  Text. 2017, 4, doi:10.1186/s40691‐017‐0111‐3.  13. Noakes, M.W.; Lind,  R.F.;  Jansen, J.F.; Love, L.J.; Pin, F.G.; Richardson, B.S. Development of a Remote  Trauma Care Assist Robot. In Proceedings of the International Conference on Intelligent Robots and Systems,  Louis, USA, 10–15 October 2009; IEEE: New York City, USA, 2009.  14. Ngo, T.D.; Kashani, A.; Imbalzano, G.; Nguyen, K.T.Q.; Hui, D. Additive manufacturing (3D printing): A  review  of  materials,  methods,  applications  and  challenges.  Compos.  Part  Eng.  2018,  143,  172–196,  doi:10.1016/j.compositesb.2018.02.012.  15. Farahani, R.D.; Dube, M.; Therriault, D. Three‐Dimensional Printing of Multifunctional Nanocomposites:  Manufacturing Techniques and Applications. Adv. Mater. 2016, 28, 5794–821, doi:10.1002/adma.201506215.  16. Macdonald, E.; Salas, R.; Espalin, D.; Perez, M.; Aguilera, E.; Muse, D.; Wicker, R.B. 3D Printing for the  Rapid Prototyping of Structural Electronics. IEEE Access 2014, 2, doi:10.1109/ACCESS.2014.2311810.  17. Uysal, R.; Stubbs, J.B. A New Method of Printing Multi‐Material Textiles by Fused Deposition Modelling  (FDM). Tekstilec 2019, 62, 248–257, doi:10.14502/Tekstilec2019.62.248‐257.  18. Bingham, G.A.; Hague, R. Efficient three dimensional modelling of additive manufactured textiles. Rapid  Prototyp. J. 2013, 19, 269–281, doi:10.1108/13552541311323272.  19. Crookston,  J.J.;  Long,  A.C.;  Bingham,  G.A.;  Hague,  R.J.M.  Finite‐element  modelling  of  mechanical  behaviour of rapid manufactured textiles. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part L J.  Mat. Des. Appl. 2008, 222, 29–36, doi:10.1243/14644207jmda161.  20. Sitotaw,  D.B.  Search  Results  on  3D  Printed  Textiles;  Elsevier  B.V,  2020.  Available  online:  https://www.scopus.com/term/analyzer.uri?sid=b1f1e96c6f645f217e752a596ba7d0e&origin=resultslist&src=s&s= TITLE‐ABS‐KEY%283d+Printing+of+textiles%29&sort=plf‐ f&sdt=b&sot=b&sl=38&count=290&analyzeResults=Analyze+results&txGid=d2f72804c289d6d07029a21cb86dc0c9  (accessed on 1 March 2020).  21. Hoskins, S. 3D Printing for Artists, Designers and Makers; Bloomsbury Publishing Plc: London, UK, 2013.  22. Yap, Y.L.; Yeong, W.Y. Additive manufacture of fashion and jewellery products: a mini review. Virtual  Phys. Prototyp. 2014, 9, 195–201, doi:10.1080/17452759.2014.938993.  23. Atkinson, P.; Univer, E.; Marshal, J.; Dean, L.T. Post Industrial Manufacturing Systems: the undisciplined  nature of generative design. Shefield, UK, 2008.  24. Hermans, G. A Model for Evaluating the Solution Space of Mass Customization Toolkits. Int. J. Ind. Eng.  Manag. (IJIEM) 2012, 3, 205–214.  25. Zee,  A.v.d.;  Vries,  B.d.  Design  by  Computation.  In  Proceedings  of  the  GA2008,  11th  Generative  Art  Conference, Milan, UK, 16–18 December 2008.  26. D’Apuzzo,  N.  3D  body  scanning  technology  for  fashion  and  apparel  industry.  In  Proceedings  of  the  Electronic Imaging 2007, San Jose, CA, USA, 1 January 2007–2 February 2007.  27. Kyosev, Y. Generalized geometric modeling of tubular and flat braided structures with arbitrary floating  length and multiple filaments. Text. Res. J. 2016, 86, 1270–1279, doi:10.1177/0040517515609261.  28. Kyosev, Y. Topology‐Based  Modeling of Textile  Structures  and Their  Joint  Assemblies; Springer:  Heidelberg,  Germany, 2019, doi.org/10.1007/978‐3‐030‐02541‐0.  29. Renkens, W.; Kyosev, Y. Geometry modelling of warp knitted fabrics with 3D form. Text. Res. J. 2011, 81,  437–443, doi.org/10.1177/0040517510385171  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  19  of  22  30. Kyosev,  Y.  TexMind  Software  Braider  and  TexMind  Warp  Knitting  Editor.  2020.  Available  online:  http://www.texmind.com (accessed on 21 July 2020).   31. Mellor, S.; Hao, L.; Zhang, D. Additive manufacturing: A framework for implementation. Int. J. Prod. Econ.  2014, 149, 194–201, doi:10.1016/j.ijpe.2013.07.008i.  32. Noorani, R. 3D Printing Technology, Applications, and Selection; Taylor & Francis Group: Boca Raton, FL 33487,  USA, 2018;  33. Grain, E. Textiles, Identity and Innovation: Design the Future. Surface, Digital and Virtual Textiles—An Analysis of  3D Printed Textile Structures; Montagna, G., Carvalho, C., Eds.; Taylor & Francis Group: London, UK, 2019.  34. Partsch, L.N.; Vassiliadis, S.; Papageorgas, P. 3D Printed textile fabrics structures. In Proceedings of the  Innovative TechnologiesʺInspire to Innovateʺ; Istanbul, Turkey, 11–12 September 2015.  35. Valtas, A.; Sun, D. 3D Printing for Garments Production: An Exploratory Study. J. Fash. Technol. Text. Eng.  2016, 4, doi:10.4172/2329‐9568.1000139.  36. Moreau, C. The state of 3D Printing; Sculpteo: Villejuif, France, 2019.  37. Rosenau, J.A.; Wilson, D.L. Apparel Merchandising: The Line Starts Here; Fairchild Books: New York, NY,  USA, 2014.  38. Hudson, S. Printing teddy bears: A technique for 3D printing of soft interactive objects. In Proceedings of  the Conference on Human Factors in Computing Systems,26 April 2014–1 May 2014; pp. 459–469.  39. Perry, A. 3D‐printed apparel and 3D‐printer: Exploring advantages, concerns, and purchases. Int. J. Fash.  Des. Technol. Educ. 2017, 11, 95–103, doi:10.1080/17543266.2017.1306118.  40. Kruth, J.P.; Leu, M.C.; Nakagawa, T. Progress in Additive Manufacturing and Rapid Prototyping. CIRP  Ann. 1998, 47, 525–540, doi:10.1016/s0007‐8506(07)63240‐5.  41. Nayak, R.; Padhye, R. Garment manufacturing technology. In Product Development in the Apparel Industry;  Senanayake, M., Ed.; Woodhead: Waltham, UK, 2015.  42. TamiCare. Speedy Additive Manufacturing of Fabrics with Your Specs & Our Performance. 2019. Available  online: https://www.tamicare.com/manufacture (accessed on 1 January 2020).  43. Cooper, D. 3D Printing Your Own Clothes Just Became (Kinda) a Reality; Verizon Media: New York, NY, USA,  2015.  44. Doris Electroloom – Gibt es bald schon tatsächlich tragbare Kleidung aus dem 3D‐Drucker? 2016. Available online:  https://3druck.com/drucker‐und‐produkte/electroloom‐gibt‐es‐bald‐schon‐tatsaechlich‐tragbare‐kleidung‐aus‐ dem‐3d‐drucker‐1934423/ (accessed on 1 May 2020).  45. Tenhunen, T.‐M.; Moslemian, O.; Kammiovirta, K.; Harlin, A.; Kääriäinen, P.; Österberg, M.; Tammelin, T.;  Orelma, H. Surface tailoring and design‐driven prototyping of fabrics with 3D‐printing: An all‐cellulose  approach. Mater. Des. 2018, 140, 409–419, doi:10.1016/j.matdes.2017.12.012.  46. Markforged. Material datasheet‐composites. In Mark3D.com, Markforged, I., Ed. Mark3D.com: Germany,  2019.  Available  online:  https://www.mark3d.com/de/wp‐content/uploads/2020/03/Material‐Datenblatt‐ Markforged‐Composites‐Verbundfasematerialien‐Mark3D.pdf (accessed on 22 July 2020).  47. Kim, S.; Seong, H.; Her, Y.; Chun, J. A study of the development and improvement of fashion products  using a FDM type 3D printer. Fash. Text. 2019, 6, 9, doi:10.1186/s40691‐018‐0162‐0.  48. Aashman, G. SLA Textile 3D Print. Available online: https://www.instructables.com/id/SLA‐Textile‐3D‐ Print/ (accessed on 24 February 2020).  49. Sclater, N. Mechanisms and Mechanical Devices Sourcebook; McGraw‐Hill: New York, NY, USA, 2011.  50. Huang, S.H.; Liu, P.; Mokasdar, A.; Hou, L. Additive manufacturing and its societal impact: A literature  review. Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2013, 67, 1191–1203, doi:10.1007/s00170‐012‐4558‐5.  51. Meisel, N.A.; Elliott, A.M.; Williams, C.B. A procedure for creating actuated joints via embedding shape  memory  alloys  in  PolyJet  3D  printing.  J.  Intell.  Mater.  Syst.  Struct.  2014,  26,  1498–1512,  doi:10.1177/1045389x14544144.  52. Murugesan,  K.;  Anandapandian,  P.A.;  Sharma,  S.K.;  Vasantha  Kumar,  M.  Comparative  evaluation  of  dimension and surface detail accuracy of models produced by three different rapid prototype techniques.  J. Indian Prosthodont. Soc. 2012, 12, 16–20, doi:10.1007/s13191‐011‐0103‐8.  53. Reilly, L. The shift from 3D body scanned data to the physical world shapeshifting. In Proceedings of A  Conference on Transformative Paradigms of Fashion and Textile Design, Auchland, New Zealand, 2014.  54. Bogue,  R.  3D  printing:  The  dawn  of  a  new  era  in  manufacturing?  Assembl.  Autom.  2013,  33,  307–311,  doi:10.1108/AA‐06‐2013‐055.  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  20  of  22  55. Melnikova, R.; Ehrmann, A.; Finsterbusch, K. 3D printing of textile‐based structures by Fused Deposition  Modelling  (FDM)  with  different  polymer  materials.  IOP  Conf.  Ser.  Mater.  Sci.  Eng.  2014,  62,  012018,  doi:10.1088/1757‐899x/62/1/012018.  56. Beecroft,  M.  Digital  interlooping:  3D  printing  of  weft‐knitted  textile‐based  tubular  structures  using  selective  laser  sintering  of  nylon  powder.  Int.  J.  Fash.  Des.  Technol.  Educ.  2019,  12,  218–224,  doi:10.1080/17543266.2019.1573269.  57. Beecroft, M. 3D printing of weft knitted textile based structures by selective laser sintering of nylon powder.  IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2016, 137, 012017, doi:10.1088/1757‐899x/137/1/012017.  58. Beecroft,  M.;  McPherson,  L.  English  Researchers  Use  3D  Printing  to  Produce  Flexible  and  Fine  Textile‐Like  Structures; 2014. Available online: https://www.3ders.org/articles/20141109‐english‐researchers‐use‐3d‐printing‐ to‐produce‐flexible‐and‐fine‐textile‐like‐structures.html (accessed on 12 December 2019).  59. Takahashi,  H.;  Kim,  J.  3D  Printed  Fabric:  Techniques  for  Design  and  3D  Weaving  Programmable  Textiles.  In  Proceedings of the Proceedings of the 32nd Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology;  ACM: New Orleans LA USA, 20–23 October 2019; pp. 43–51.  60. Venuvinod,  K.P.;  Ma,  W.  Rapid  Prototyping:  Laserbased  and  Other  Technologies;  Springer  Science  and  Bussiness Media: New York, NY, USA, 2004.  61. Leigh,  S.J.;  Bradley,  R.J.;  Purssell,  C.P.;  Billson,  D.R.;  Hutchins,  D.A.  A  Simple,  Low‐Cost  Conductive  Composite  Material  for  3D  Printing  of  Electronic  Sensors.  PLoS  ONE  2012,  7,  doi:10.1371/journal.pone.0049365.g001.  62. Marcincinova, N.L. Application of fused deposition modelling technology in 3D printing rapid prototyping  area. Manuf. Ind. Eng. 2011, 11, 35–37.  63. Evans, B. Practical 3D Printers: The Science and Art of 3D Printing; Springer Science and Business Media: New  York, NY, USA, 2012.  64. Malengier, B.; Hertleer, C.; Cardon, L.; Van, L. 3D Printing on Textiles: Testing of Adhesion. J. Fash. Technol.  Text. Eng. 2018, s4, doi:10.4172/2329‐9568.s4‐013.  65. Sabantina,  L.;  Kinzel,  F.;  Ehrmann,  A.;  Finsterbusch,  K.  Combining  3D  printed  forms  with  textile  structures—Mechanical and geometrical properties of multi‐material systems. IOP Conf. Ser. Mater. Sci.  Eng. 2015, 87, 012005, doi:10.1088/1757‐899x/87/1/012005.  66. Chatterjee,  K.;  Ghosh,  T.K.  3D  Printing  of  Textiles:  Potential  Roadmap  to  Printing  with  Fibers.  Adv  Mater  2019,  e1902086, doi:10.1002/adma.201902086.  67. Spahiu,  T.;  Al‐Arabiyat,  M.;  Martens,  Y.;  Ehrmann,  A.;  Piperi,  E.;  Shehi,  E.  Adhesion  of  3D  printing  polymers  on  textile  fabrics  for  garment  production.  IOP  Conf.  Ser.  Mater.  Sci.  Eng.  2018,  459,  012065,  doi:10.1088/1757‐899x/459/1/012065.  68. Perry,  A.  Consumers’  purchase  intention  of  3D‐printed  apparel.  J.  Glob.  Fash.  Mark.  2016,  7,  225–237,  doi:10.1080/20932685.2016.1205953.  69. Gu,  B.K.;  Choi,  D.J.;  Park,  S.J.;  Kim,  M.S.;  Kang,  C.M.;  Kim,  C.H.  3‐dimensional  bioprinting  for  tissue  engineering applications. Biomater. Res. 2016, 20, 12, doi:10.1186/s40824‐016‐0058‐2.  70. Singha, K. A Review on Coating & Lamination in Textiles: Processes and Applications. Am. J. Polym. Sci.  2012, 2, 39–49, doi:10.5923/j.ajps.20120203.04.  71. Pei,  E.;  Shen,  J.;  Watling,  J.  Direct  3D  printing  of  polymers  onto  textiles:  Experimental  studies  and  applications. Rapid Prototyp. J. 2015, 21, 556–571, doi:10.1108/RPJ‐09‐2014‐0126.  72. Holme, I. Adhesion to textile fibres and fabrics. Int. J. Adhes. Adhes. 1999, 19, 455–463.  73. Hashemi Sanatgar, R.; Campagne, C.; Nierstrasz, V. Investigation of the adhesion properties of direct 3D  printing of polymers and nanocomposites on textiles: Effect of FDM printing process parameters. Appl.  Surf. Sci. 2017, 403, 551–563, doi:10.1016/j.apsusc.2017.01.112.  74. Kozior, T.; Döpke, C.; Grimmelsmann, N.; Juhász Junger, I.; Ehrmann, A. Influence of fabric pretreatment  on adhesion of three‐dimensional printed material on textile substrates. Adv. Mech. Eng. 2018, 10, pp. 1–8,  doi:10.1177/1687814018792316.  75. Korger, M.; Bergschneider, J.; Neuss, J.; Lutz, M.; Mahltig, B.; Rabe, M. Functionalization of textiles using  3D printing ‐add‐on technology for textile applications testing new material combinations. Int. Congr. 2016,  3, pp. 1–6, doi: 10.1088/1757‐899x/141/1/012011    76. Unger,  L.;  Scheideler,  M.;  Meyer,  P.;  Harland,  J.;  Gorzen,  A.;  Wortmann,  M.;  Dreyer,  A.;  Ehrmann,  A.  Increasing  adhesion  of  3D  printing  on  textile  fabrics  by  polymer  coating.  Tekstilec  2018,  61,  265–271,  doi:10.14502/Tekstilec2018.61.265‐271.  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  21  of  22  77. Spahiu, T.; Grimmelsmann, N.; Ehrmann, A.; Piperi, E.; Shehi, E. Effect of 3D printing on textile fabric. In  Proceedings of the 1st International Conference “Engineering and Entrepreneurship”, Tirana, Albania, 11–17  November 2017.  78. Grimmelsmann, N.; Kreuziger, M.; Korger, M.; Meissner, H.; Ehrmann, A. Adhesion of 3D printed material  on textile substrates. Rapid Prototyp. J. 2018, 24, 166–170, doi:10.1108/RPJ‐05‐2016‐0086.  79. Eutionnat‐Diffo, P.A.; Chen, Y.; Guan, J.; Cayla, A.; Campagne, C.; Zeng, X.; Nierstrasz, V. Optimization of  adhesion of poly lactic acid 3D printed onto polyethylene terephthalate woven fabrics through modelling  using textile properties. Rapid Prototyp. J. 2019, doi:10.1108/rpj‐05‐2019‐0138.  80. Korger, M.; Bergschneider, J.; Lutz, M.; Mahltig, B.; Finsterbusch, K.; Rabe, M. Possible Applications of 3D  Printing  Technology  on  Textile  Substrates.  IOP  Conf.  Ser.  Mater.  Sci.  Eng.  2016,  141,  012011,  doi:10.1088/1757‐899x/141/1/012011.  81. Loh,  G.;  Pei,  E.  Design  for  Material  Extrusion  on  Mesh  Fabrics.  In  Design;  Brunel  University  Research  Archive: London, UK, 2019; p. 12.  82. Grimmelsmann, N.; Meissner, H.; Ehrmann, A. 3D printed auxetic forms on knitted fabrics for adjustable  permeability and mechanical properties. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2016, 137, 012011, doi:10.1088/1757‐ 899x/137/1/012011.  83. Mikkonen, J.; Myllymaki, R.; Kivioja, S.; Vanhakartano, S.; Suonsilta, H. Printed material and fabric. In  Proceedings of the Nordic Design Research Conference, Copenhagen, Denmark, 27 February 2013.  84. Rivera, M.L.; Moukperian, M.; Ashbrook, D.; Mankoff, J.; Hudson, S.E. Stretching the Bounds of 3D Printing with  Embedded Textiles. In Proceedings of the CHI ’17: Proceedings of the 2017 CHI Conference on Human Factors in  Computing Systems; Denver Colorado USA, 6–11 May 2017; pp. 497–508.  85. Ahrendt,  D.;  Karam,  A.R.;  Krzywinski,  S.  CAE‐Supported  process  for  additive  manufacturing  of  orthopaedic devices. In Proceedings of the Aachen‐Dresden‐Denkendorf International Textile Conference,  Dresden, Germany, 28–29 November 2019.  86. Ahrendt, D. Combination of additive manufacturing and textiles. In Carbon Composites Magazin Production  & Processing; Carbon Composites e.V.: Germany, 2017.  87. Ahrendt,  D.;  Krzywinski,  S.;  Schmitt,  F.;  Krzywinski,  J.  Combination  of  Additive  Manufacturing  and  Joining  Process.  for  Novel  Customized  Orthopaedic  Devices.  In  Proceedings  of  the  Aachen‐Dresden‐ Denkendorf International Textile Conference, Dresden, Germany, 24–25 November 2016.  88. Laperre,  J.  Additive  manufacturing.  In  Newsletter  for  the  Textile  and  Plastics  Processing  Industry  Edition;  Centexbel‐VPC: Belgium, 2018.  89. Daviy, J. 4D Printing: Building Smart Fashion of the Future Today. In 3D Printing, Eco Lifestyle, Eco Tech,  Fashion Tech, Future of Fashion; Miami Florida USA, 2019.  90. Avinc, O.; Yildirim, F.F.; Yavas, A.; Kalayci, E. 3D Printing Technology and its Influences on the Textile  Industry. Int. J. Ind. Electron. Electr. Eng. Bhubaneswar, India , 2017, 5, 37–43.  91. Radacsi,  N.;  Nuansing,  W.  Fabrication  of  3D  and  4D  Polymer  Micro‐  and  Nanostructures  Based  on  Electrospinning; Amstedam, Nederland, 2020; pp. 191–229, doi:10.1016/b978‐0‐12‐816805‐9.00007‐7.  92. Zapfel, D. How 3D Printing in the Textile Industry Is Leading Into a New Era; Lead Innov. Manag.: Wien , The  Republic of Austria, 2019.  93. Momeni, F.; M.Mehdi Hassani.N, S.; Liu, X.; Ni, J. A review of 4D printing. Mater. Des. 2017, 122, 42–79,  doi:10.1016/j.matdes.2017.02.068.  94. Pei,  E.  4D  Printing:  Dawn  of  an  emergingtechnology  cycle.  Assem.  Autom.  2014,  34,  310–314,  doi:10.1108/AA‐07‐2014‐062, 10.1108/AA‐06‐2014‐057, 10.1108/AA‐06‐2013‐055.  95. Schmelzeisen, D.; Koch, H.; Pastore, C.; Gries, T. Narrow and Smart Textiles. In 4D Textiles: Hybrid Textile  Structures  that  Can  Change  Structural  Form  with  Time  by  3D  Printing;  Kyosev,  Y.,  Mahltig,  B.,  Schwarz‐ Pfeiffer, A., Eds.; Springer International Publishing: Cham, Switzerland, 2018.  96. Joshi, S.; Rawat, K.; C, K.; Rajamohan, V.; Mathew, A.T.; Koziol, K.; Kumar Thakur, V.; A.S.S, B. 4D printing  of  materials  for  the  future:  Opportunities  and  challenges.  Appl.  Mater.  Today  2019,  100490,  doi:10.1016/j.apmt.2019.100490.  97. Joshi,  A.;  Goh,  J.K.;  Goh,  K.E.J.  Polymer‐Based  Conductive  Composites  for  3D  and  4D  Printing  of  Electrical  Circuits; 2020; pp. 45–83, doi:10.1016/b978‐0‐12‐816805‐9.00003‐x.  98. Bastian,  A.  Mesostructured  Cellular  Materials:  Early  Prototypes  Available  online:  http://www.thingiverse.com/thing:289650 (accessed on 24 February 2020).  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  22  of  22  99. Systems, N. Kinematics Collection Available online: https://n‐e‐r‐v‐o‐u‐s.com/shop/line.php?code=15(accessed on  24 February 2020).  100. Elmelegy, N.A. 3D Printing: The Future of Innovative Shapes and Materials in Women Fashion Design.  Eurasian J. Anal. Chem. 2017, 13, 151–173.  101. Tritech  3D  Produce  Large  and  Complex  Elastomer  Parts  Available  online:  https://www.tritech3d.co.uk/materials/elastomer (accessed on 12 December 2019).  102. Mironova, V.S.; Parkb, M. Electroflocking technique in the fabrication and performance enhancement of  fiber‐reinforced polymer composites. Compos. Sci. Technol. 2000, 60, 927–933.  103. Electroloom.  Electroloom—The  Worldʹs  First  3D  Fabric  Printer.  2016.  Available  onlione:  https://www.kickstarter.com/projects/electroloom/electroloom‐the‐worlds‐first‐3d‐fabric‐printer  (accessed on 1 May 2020).  104. Mpofu, T.P.; Mawere, C.; Mukosera, M. The impact and application of 3D printing technology. Int. J. Sci.  Res. 2014, 3, 2148–2152.  105. Lee, B.L.; Walsh, T.F.; Won, S.T.; Patts, H.M.; Song, J.W.; Mayer, A.H. Penetration Failure Mechanisms of  Armor‐Grade Fiber Composites under Impact. J. Compos. Mater. 2016, 35, 1605–1633, doi:10.1106/yrbh‐jgt9‐ u6pt‐l555.  106. Pattinson, S.W.; Huber,  M.E.;  Kim, S.; Lee, J.; Grunsfeld, S.; Roberts,  R.;  Dreifus, G.; Meier,  C.; Liu, L.;  Hogan, N., et al. Additive Manufacturing of Biomechanically Tailored Meshes for Compliant Wearable and  Implantable Devices. Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1901815, doi:10.1002/adfm.201901815.  107. McDonell,  A.  3D  printing  could  serve  as  solution  for  ill‐fitted  clothing  Available  online:  http://dailyorange.com/2015/01/fashion‐3d‐printingcould‐serve‐as‐solution‐for‐ill‐fitted‐clothing/ (accessed on 12  December 2019).  108. Atlantic, C. Could 3D Printing Change the World? Strateg. Foresight Rep. 2011.  109. Parker, C.J.; Wang, K.; Wang, Y.; Strandhagen, J.O.; Tao, Y. The Human Acceptance of 3D Printing in Fashion  Paradox: Is Mass Customisation a Bridge too Far? WIT Press: Hampshire, England, 2016.  110. Gebler, M.; Uiterkamp, A.J.M.S.; Visser, C. A global sustainability perspective on 3D printing technologies.  Energy Policy 2014, 74, 158–167.  111. Harding, X. Feed Your 3D Printer Recycled Plastic. PopSci: New York, USA, 2016.  112. Zwart, B. How to Make Your Own Filament by Recycling Old 3D Prints; 2015.  113. Theme,  A.W.  3D  Printing:  Know  its  Advantages  and  Disadvantages.  Available  online:  https://blog.inktonestore.com/3d‐printing‐know‐its‐advantages‐and ‐disadvantages/  (accessed  on  12  December  2019).  114. Petrick, I.J.; Simpson, T.W. 3D Printing Disrupts Manufacturing: How Economies of One Create New Rules  of Competition. Res. Technol. Manag. 2015, 56, 12–16, doi:10.5437/08956308x5606193.  115. Thompson, C. The Rise of the DIY Consumer; CNBC: Englewood Cliffs, N.J., USA, 2015.  © 2020 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. This article is an open access  article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution  (CC BY) license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).  http://www.deepdyve.com/assets/images/DeepDyve-Logo-lg.png Applied Sciences Multidisciplinary Digital Publishing Institute

Additive Manufacturing and Textiles—State-of-the-Art

Download PDF
22 pages

Loading next page...
 
/lp/multidisciplinary-digital-publishing-institute/additive-manufacturing-and-textiles-state-of-the-art-fAtddqnqYY

References (117)

Publisher
Multidisciplinary Digital Publishing Institute
Copyright
© 1996-2020 MDPI (Basel, Switzerland) unless otherwise stated Disclaimer The statements, opinions and data contained in the journals are solely those of the individual authors and contributors and not of the publisher and the editor(s). Terms and Conditions Privacy Policy
ISSN
2076-3417
DOI
10.3390/app10155033
Publisher site
See Article on Publisher Site

Abstract

    Review  Additive Manufacturing and Textiles—  State‐of‐the‐Art  1 2 2, 1 Dereje Berihun Sitotaw  , Dustin Ahrendt  , Yordan Kyosev  * and Abera Kechi Kabish      Ethiopian Institute of Textile and Fashion Technology, Bahir Dar University, Bahir Dar 1037, Ethiopia;  dereje.berihun@bdu.edu.et (D.B.S.); abera.kechi@bdu.edu.et (A.K.K.)    Institute of Textile Machinery and High Performance Material Technology, Chair of Ready‐Made Technology,  TU Dresden, 01062 Dresden, Germany; dustin.ahrendt@tu‐dresden.de  *  Correspondence: yordan.kyosev@tu‐dresden.de  Received: 29 April 2020; Accepted: 19 June 2020; Published: 22 July 2020  Abstract: The application of additive manufacturing, well known as 3D printing, in textile industry  is not more totally new. It allows is giving significant increase of the product variety, production  stages reduction, widens the application areas of textiles, customization of design and properties of  products according to the type of applications requirement. This paper presents a review of the  current state‐of‐the‐art, related to complete process of additive manufacturing. Beginning with the  design tools, the classical machinery building computer‐aided design (CAD) software, the novel  non‐uniform  rational  B‐spline  (NURBS)  based  software  and  parametric  created  models  are  reported. Short overview of the materials demonstrates that in this area few thermoplastic materials  become standards and currently a lot of research for the application of new materials is going. Three  types of 3D printing, depending on the relation to textiles, are identified and reported from the  literature—3D printing on textiles, 3D printing of flexible structures and 3D printing with flexible  materials. Several applications with all these methods are reported and finally the main advantages  and disadvantages of the 3D printing in relation to textile industry are given.  Keywords: state of the art; 3D printing; textiles; textile industry; additive manufacturing; materials;  adhesion  1. Introduction  Three dimensional printing (3DP); also called additive manufacturing (AM) represents a method  to create objects via step by step layering used for pre‐production or production. By creating a 3D  model  with  a  computer‐aided  design  (CAD)  program  [1]  and  slicing,  the  object  can  be  created  without additional tools and waste of material [2]. A 3DP is the opposite of traditional, subtractive  manufacturing, which cuts away unnecessary material to create the desired shape [2,3].  Since the introduction of additive manufacturing in the 1970s, a wide array of technologies has  emerged from few key patents [4]. For example: material extrusion [5], binder jetting [6], directed  energy deposition [7] and laminated object manufacturing (LOM) [8] (see Figure 1).  Appl. Sci. 2020, 10, 5033; doi:10.3390/app10155033  www.mdpi.com/journal/applsci  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  2  of  22  Figure  1.  Principles  of  common  additive  manufacturing  (AM)  technologies:  (a)  fused  deposition  modeling (FDM), (b) direct ink writing (DIW), (c) directed energy based deposition (d) binder jetting  process, (e) vat photo polymerization, (f) powder bed fusion with a laser sintering process.  Emergent  3D  printing  technologies  are  being  built  upon  these  fundamental  methods  by  incorporating multi material printing to produce complex structures [9], bio‐printing with various  soft and biocompatible materials [10], optimizing the AM technology with higher speeds, improved  resolution and lower costs [11,12] and combining AM with traditional manufacturing [11,13–16].  Additive manufacturing has recently found its way into the field of the textile industry and  promises to revolutionize the textile supply chain [17]. Due to their potential to significantly improve  both the geometric complexity and functionality available from conventional fiber‐based textiles, AM  presents an opportunity for development of novel solutions for conventional and high‐performance  textile applications [17,18].  Analysis of the research papers, related to “3D printing of textiles” and registered in Scopus  shows that after the first record in Scopus from 1988 (the data base first record in Scopus) until 2012  there  constant  but  minimal  amount  of  publications  per  year  in  this  area.  Starting  from  2012  the  publications per year increase rapidly from 5 to 50—and keeps that level for the last years[19], where  it has to be taken into account that year 2020 is not over [20]. This increased number of high quality  publications after 2012 can be explained with the significantly increased availability of 3D printers at  acceptable prices after this period, which allowed to more researchers to start making research in this  area (see Figure 2). The real number of publications in the area of AM is significantly higher, because  the contributions to various conferences, exhibitions, web‐blogs, student thesis and other events are  not registered in Scopus. Furthermore, there is large number of research focused on the AM process  itself,  the  materials,  software  etc.,  but  not  related  to  textiles,  so  they  are  not  considered  in  this  diagram.  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  3  of  22  Year Figure 2. Listed in Scopus research documents on 3D printing of textiles [20] (source: Scopus, key  word: 3D printing of textiles). Remark—the real number of not listed in Scopus publications, web  reports, conference papers and else is significantly larger.  This paper has the aim to present review about the current state of the art of the application of  the additive manufacturing in combinations with textiles or for textile like applications.  The  paper  is  structured  into  several  sections.  Section  2  gives  overview  about  the  design  or  preprocessing of the geometry for printing. Section 3 presents overview of the printing methods for  production of flexible, “textile like” structures by 3D printing. Section 4 is dedicated on printing on  textiles including the adhesion issue, examples and 4D printing as extension of this principle. The  following sections are concentrated on the printing of flexible structures and printing with flexible  materials.  The  paper  finishes  with  overview  of  the  current  applications  and  analysis  of  the  advantages and disadvantages.  2. Preprocessing—Design of the Geometries for Additive Manufacturing  The 3D printing process begins with designing the product using CAD software. This can be  NURBS based software as Rhino [2,21,22], or a classical CAD package like Solidworks, PTC Creo [22],  Blender, Autodesk, Netfabb [17], and so on. Each design software has its own features, for example  the classical CAD for machine design like Solidworks or Autodesk Inventor are a hybrid solid and  surface modeler, where the geometry is created on basis on some main basic 3D bodies with regular  form, their combinations, cutting holes and some algorithms for sweeping cross section along or  around axes. Rhino 3D uses non‐uniform rational B‐spline (NURBS) in surface modeling, which make  it  easier to  work  with  complex  curved  surfaces.  In  such  software, the 3D  surface  can  be  quickly  modified by motion of just one control point of the NURBS surface. Similar options are added during  the last years in the CAD software Autodesk Fusion 360 product, too.  Another  way  of  building  the  3D  model  is using  parametric  models  with  scripting  language  within 3D CAD software for design of complex shapes. Changing one or more parameters generates  alternative forms and hence achieves unique individualized design and mass customization [23–25].  Emerging 3D body scanning technology is another tool adopted to produce a perfectly body  fitting garments by  capturing the body size and body form. The designer can  perform design of  accessories directly on the virtual body contour using CAD software [22,26].  Several researchers try to produce textiles‐like geometries, where interlaced or interloped solid  elements build 3D printed knitted or woven structures. For example braided structures for ropes or  medical braids can be generated using parametric algorithms reported in [27–29]and implemented  in professional CAD like [30] from where the generated 3D geometries of braided ropes, braided  medical  stents,  warp  and  weft  knitted  pattern,  woven  structures  can  be  exported  to  STL  (stereolithography) format and send to the 3D printer directly.  Another way of creation of textile‐like structure is the uses of connected closed profiles, named  “links” are used. For the design of connected crossed profiles (links), the single link is generated using  conventional CAD software or parametric modeling. After that several substances of it are copied  multiple times and translated at calculated distances, so that the links remains connected. The final  Documents 2020 Appl. Sci. 2020, 10, 5033  4  of  22  array  of  the  links  sends  for  the  printing  processing  [18,19,31].  The  generated  body  is  then  communicated to the printer, which develops the 3D product by each divided layer [2,22,32].  3. Materials Used for 3D Printing  The  type  of  material  used  for  AM  directly  affects  the  objects  dimensions,  durability,  characteristics and possible applications as well as the willingness to wear as the cloth‐like structures  [32,33].  Light‐weight  polymers  or  polymer  composites  are  the  main  materials  used  as  printing  materials allowing flexibility of the printed items [34,35]. The most current materials used for AM  textile structures are usually not flexible enough to provide suitable comfort for daily use [22]. Their  selection is limited from the printing technique [36]. For providing thermo‐physiological comfort,  natural textile fibers on cellulosic or protein basis still would be ideal materials [37]. Some researchers  try to use wool as printing material [38,39] to overcome the limitation of plastic materials, but in this  case the process is related to needle punching of wool yarns for production of 3D forms, and precisely  speaking do not present 3D printing using polymer deposition. Because wool and cellulosic fibers  have no melting point, their direct use for 3D printing by melting is not possible; only solution based  methods could be solution for them.  In general, the raw material for printing can be in all three aggregate state as solid/powder, liquid  and gas. The type of the material can be very different like polymers, metals, ceramics, waxes, sand,  resins and a composite of two or more materials [2,32,40]. The polymers are the dominating materials  used in 3D printing in the last five years (from 2015 to 2019) which is followed by resins and metals  [36]. Polymers provide a great variety of properties, which is why they are used for a wide range of  applications from adhesives to medical and more advanced technologies within large industries [2].  The main type of the used polymers are the thermoplastic polymers like PLA (polylactic acid), ABS  (acrylonitrile  butadiene  styrene),  PLA  (Polylactide),  PETG  (polyethylene  terephthalate  glycol‐ modified), nylon (polyamid), and TPU (Polyurethane). Their properties as melting point, required  extrusion temperature and main mechanical properties are widely published in internet for instance  at www.3dnatives.com, https://all3dp.com/ and many other pages.  According the predictions of several researchers [37,41] more textile related materials will be  used  in  the  near  future  For  example,  a  textile  company  named  TamiCare  Limited  (www.tamicare.com), has already developed an AM technology called CosyFlex™ that prints fabrics  using liquid polymers, including natural latex, silicon, polyurethane, and Teflon, as well as textile  fibers like cotton, rayon and polyamide[2,22,42]. Electro‐loom (http://www.electroloom.com/) was  another  company  trying  to  wearable  fabrics  using  electro‐spinning  method,  where  the  liquid  polymers was sprayed out from the nozzles and then dried to form the cloth on the 3D mold of the  shape [43]. The company closed in 2016 because of missing financing and of technological difficulties  ([44] and https://medium.com/electroloom‐blog/thanks‐and‐farewell‐b0c128c3043f#.c52nk8a2h). The  electro spinning is modern method for production of fibrous surfaces with very fine materials, which  can be suitable for tissue engineering and other special areas, but their productivity is still very low  for conventional clothing.  Cellulosic  materials  are  applied  using  solution  based  methods  as  modification  of  existing  surfaces applications [45].  Another  trend  in  the  materials  is  building  the  composite  filaments,  based  currently  on  two  components. These can be split into two groups depending on the fiber length:  ‐ Short fiber content materials—in this case very short fibers, for instance carbon fibers are mixed  within the thermoplastic polymer. The company Markforged (www.markforged.com) provide  for instance; Ony material, which consist of chopped carbon fiber reinforced with nylon, with  flexural Strength 81 MPa, Onyx FR (flame resistant) which higher flame retardant [46]. These  materials combine all advantages of the short fiber composites and the 3D printing—and allow  production of complex 3D parts with better properties based on the reinforcement of the short  fibers.  ‐ Continuous filaments—in such case a core with multifilament from glass, aramid or carbon is  covered for instance by nylon. Provided again from Markforged with their 3D printers Mark  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  5  of  22  One and Mark Two—such filaments require integrated scissors device close to the nozzle in  order to be able to cut at the predicted places. These types of materials can provide significantly  efficient part design because the filaments can be placed in the required directions and places  and the remaining part can be printed with lower density pure polymer solution.  The  materials  for  additive  manufacturing  based  on  electro‐spinning  are  not  discussed  here,  because they cover large set combinations of materials and solvents and are object of investigations  in several electro spinning related papers.  4. Production Methods  Fused deposition modeling (FDM) is the dominating printing technology in the last five years  (2015–2019) state of 3D printing and followed by selective laser sintering (SLS) and stereo lithography  (SLA), respectively [36] These are the main types of 3D printing technologies used in relation to textile  context: FDM for printing onto a textile fabric, SLS for producing textile‐like structures and SLA types  used to form a fabric‐like stiff textiles which can be rolled and seamed to shape [47,48]. Table 1 gives  brief description of them with the materials, textile products, advantages and disadvantages.  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  6  of  22  Table 1. A brief description of additive manufacturing techniques for 3D printing techniques for printing in the textile industry.  Techniques  Mechanism  Materials  Advantage  Disadvantage  Photopolymer resin, and an  Polyethylene, polypropylene,  Requires support rafts, additional  ultra‐violet (UV) laser to cure  ABS, polycarbonate casting and  Fast printing process  time, sanding and reduces the  and harden individual layers  molding material A flexible,  [49]. More flexibility  quality of the product due to  Stereo lithography (SLA) [49]  to form objects [21,50]. Rigid  elastomeric material can be  and texture; offers a  sanding; expensive material and  parts and connective joints can  combined with stiff and hard  high‐quality   no   be printed together at   polymer [34]. 3D printed textiles  surface finish [52].  color variety [49,50].  one time [49,51].  are stiff and not flexible [48].  only use one material per model;  A computer‐controlled laser  multi‐material models printed  traces the layer, heating the  Allows designers to  separately and joined  powder to just below its  create delicate, yet  afterwards[21,54]. Glass, plastic,  boiling point to fuse the  highly functional and  It does not produce a high‐quality  metals, ceramics, or nylon,  Selective laser sintering (SLS).  particles into a solid object  durable products,  surface finish compared to SLA  stainless steel, titanium alloy,  [49,50]. After the first layer is  requiring less sanding  [49,50].  nickel alloy, aluminum,  created, the building platform  of the object than   copper[50]. Dresses, bathing  drops, exposing the next   SLA [49,60].   suits, shoes, single and double  layer of powder [53]  face knits [55–59]  Wax, metals, ceramics,  FDM offers a variety of low‐ acrylonitrile butadiene styrene  cost desktop printers [61].  (ABS), polylactic acid (PLA),  Based on heating a filament in  Capable of printing  Visible seam lines between layers  polyethylene terephthalate  an extruder nozzle and  flexible, glossy, lace‐ and delamination from  FDM   (PET), aramid, onyx, glass and  depositing the molten material  like fabrics with   temperature changes, influence  (Fused deposition modeling).  carbon fibers are some[22,50,63].  line by line on a printing bed  soft PLA polymers  the strength of the bond between   Shoes, skirt, dress, jacket, soles,  where it hardens. The next  [55].  layers [50].  yarn, knit structures and  layer is printed on top of the   printing on and with textiles  previous layer [62]  [47,55,59,64–66]  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  7  of  22  5. Printing on Textiles  5.1. Method  The  special  case  of  polymer  deposition  over  a  textile  structure  becomes  more  intensively  investigated because this method allow enrichment of the classical textiles with additional functions,  like  rigidity  in  selected  regions,  mounting  of  additional  devices,  decoration  and  others.  Figure  3  demonstrates the steps for this case and principally it does not differ from the main workflow of  normal FDM printing process, except the step 5.  Figure 3. The 3D printing steps of textiles [35,67–69].  A success first layer is known to be a crucial factor for producing 3D prints free of errors [34]  during  the  layer‐by‐layer  print  of  the  series  of  2D  layers  till  the  designed  3D  product  is  finished[35,68].  At Step 5, polymer deposition onto textiles occurs. Its success depends on the aspects of material  science, material compatibility, polymer–textile adhesion and the printing conditions [70]. In order  to bond effectively the polymer must be compatible with the fiber substrate. They have to contact  fully in order to develop the maximum adhesive bond strength [71,72]. Deep investigation of these  conditions is given in [65]. For applications that specifically will stress the shear or peel behavior,  researchers advise to perform a shear or peel test, after determining the optimal printing setting with  the perpendicular tensile test [17,73–75].  5.2. Adhesion between Textile and the Deposited Polymer  Few methods have been investigated by researchers to improve the adhesion between the textile  and the deposited polymer. For example, coating fabrics with different polymers before 3D printing  with ABS or PLA on them, resulted in a significant increase of adhesion between the polymer and  textile fabric [76].  The distance between the nozzle and the printing bed is a crucial factor for the adhesion on  textile substrates. With decreasing distance, the adhesion force increases until the minimum distance  is reached in which the filament does not clog the nozzle so that the nozzle presses the 3D printing  polymer  with  higher  forces  into  the  open  pores  of  the  fabric[67].  As  shown  in  Figure  4,  the  temperatures of the printing bed and the nozzle affects the adhesion, i.e., temperatures of the bed  and nozzle increased, the adhesion between the two materials increased [67,73,77]. These results, and  those of Figure 5 are obtained according [77] at the following parameters: FDM printer Orcabot XXL,  producer Prodim, nozzle diameter 0.4 mm, filament: polylactic acid; textile: polyester woven fabric  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  8  of  22  with thickness 0.55 mm and areal density 114 g/m ; dimensions of the printed rectangles 250 mm x  25 mm. The thickness of the printed layer of 0.4 mm was reached by printing two layers. Nozzle  temperature 200 °C, bed temperature  60 °C,  printing velocity 30 mm/2, polymer flow 100%, and  extrusion width—0.4 mm. The adhesion tests depicted there were carried out according to DIN 53,530  and evaluated with respect to DIN ISO 6133.  Figure 4. Example of the dependence of the adhesion force on the temperature of nozzle (left) and  bed (right) [77] at the specific conditions and materials reported in [77], tested according DIN 53,530  and evaluated according DIN ISO 6133.  Generally,  the  dependencies  found  can  be  attributed  to  physical,  that  is,  form‐locking,  connections, while no indications for chemical bonding were found [78].  The  influences  of  textile  physical  and  chemical  surface  properties  such  as  weaves,  surface  roughness and plasma treatment or washing were investigated and it is found that the adhesion  strength  is  mostly influenced  by  both  the form locking  connections  of  the thermoplastic and  the  textile material (textile surface energy) [75]. Textile properties such as the weave pattern or the weft  density will have an influence on the overall adhesion properties [65].  The washing process significantly decreased the initial adhesion strength of 3D printed material  and therefore, a pretreatment such as plasma, corona or chemical finishing are advised to be applied  to guarantee better washing resistance and adhesion properties [79] by enhancing intermolecular  interactions  like  hydrogen  bonding  or  dipole‐dipole  interaction  between  the  molecules  of  the  polymer  and  the  textile  surface  before  the  print  [75,80].  In  addition,  3D  printing  speed  and  the  polymer flow were investigated and it was found that there is no significant influence (see Figure  5)[77].  Figure 5. Example of the dependence of the adhesion force on the printing speed (left) and polymer  flow (right) [77], at the specific conditions and materials reported in [77], tested according DIN 53,530  and evaluated according DIN ISO 6133.  Thermal conductivity, roughness and porosity of the textile materials are  other main factors  which influence the maximum adhesion strength. Because of stronger mechanical interlocking and  higher Van der Waals forces created on a warmer and larger surface area, lower thermal conductivity,  higher roughness and mean flow pore size of the textile material could significantly enhance the  adhesion strength [79].  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  9  of  22  In summary, the factors affecting the adhesion of 3D printing of textiles are presented well in  the source [81] and can be summarized in to three groups:  a) Filament material and its composition;  b) Printing settings with subgroups of;  ‐ Platter—distance between the nozzle and the platform, bed temperature, type of the plate;  ‐ Print settings—like layer height, printing speed, extrusion width, polymer flow and extruder  settings;  c) Textile substrate over which to be printed—in the meaning of type of fibers, their morphology  and topology, surface properties and chemical treatment.  5.3. Examples and Applications  Deposition of rigid forms over classical soft textiles allows the design of combined structures  with  additional  properties  (Figure  6).  These  can  have  for  instance  stable  structure  with  good  permeability and wearing comfort or auxetic behavior [82]. For several textile nets, the connection  between both materials, generated  by the printed material surrounding the single textile threads  (Figure  7), is  found  to  be  sufficient for  utilization  in  garments  and appears  promising for use  in  technical textiles [65].  Figure  6.  Microscopic  pictures  of  the  auxetic  shape  printed  on  a  double‐face  fabric  from  acrylic/polyester, relaxed (left panel) and stretched (right panel) [82]  Figure 7. Polylactic acid (PLA) strips with different warp knitted mesh structures as inlays: fishing  net produced from 100% polyamide 6 (left panel), and sunscreen net, by Karl Mayer, produced from  100% polyester (right panel) [65]   Another application of the printing rigid parts over the textiles is the mounting of connectors,  buttons [83,84]  The  art‐designers  apply  the  additive  manufacturing  for  development  of  personalized  decorations, where each customer can print over the fabrics by of cotton, wool, viscose fabrics and  polyester net different forms (see Figure 8, left‐to‐right).  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  10  of  22          Figure 8. Floral pattern printed on cotton, wool, viscose fabrics and a polyester net (left to right) [65]   The combination of rigid and soft materials during the 3D printing over textiles demonstrates  the advantages of such system very well in the orthopedic devises. The quick 3D printing process can  be integrated in the process chain from the design stage and allows production of novel personalized  and customized orthopedic devices to support and restore the mobility of a joint (see Figure 9). This  device is applicable in sport/training purposes, preventive treatment or rehabilitation after injury of  the joints in the hand and knee by limiting the movement in the joints [85–87].  Figure  9.  Combination  of  additive  manufactured  element  with  a  knitted  fabric  for  movement  limitation and rehabilitation after injury of joints [85,86].  Because the additive placement of polymer material is possible over almost each type of textile‐ knitwear, woven fabrics, non‐woven, composites and plastic parts, made from both synthetic and  natural materials [88], can be summarized, that this method can be considered as excellent extension  or  3D  functionalization  method  for  the  classical  textiles.  The  combination  enhances  of  the  characteristics and the functions of the materials give new appearance and dimensional stability of  textiles in accordance with new end use applications.  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  11  of  22  5.4. 4D Printing  As 4D printing is named a method of manufacturing where the 3D form additional have some  functionality which changes in the time or changing temperature or else, which is the 4th dimension  [89] (Figure 10). The additional function can be obtained by using some sophisticated 3D geometry  designs, or materials, which change their shape [90]. The idea is that the change of the form or color  is based on programmed triggers like heat, light, moisture, pH‐value. Further, 4D printing can be  used in soft robotic systems, smart textiles, drug delivery or biomedical devices [91,92].  Figure 10. A 4D printed dress with colors [89] (Source https://juliadaviy.com/category/future‐of‐ fashion/).  The main parameters, which currently are tried to be changing are the stiffness, permeability,  color,  and  degree  of  water  absorbency  [93,94].  The  polymer  penetrates  in  the  pores  of  the  knit  structure after 3D printing and can be used for controlling of the permeability of the structure [95]  The 3D printing on textiles allows hybrid materials of fabric and printed polymer create a 4D  textile with form and functions change. For example [95], the 3D printed elements are placed directly  on to pre‐strained textiles, wherein the textile is used as an energy storage device. The shape of the  3D printed with the flexible textile is changed after heating at different temperatures [95].  Another similar work with 3D printing over textile for getting material, which transform into  different shapes with time in response to external stimuli is reported [96,97].  These  few  examples  demonstrated  that  the  3D  printing  with  good  selected  material  and  geometry combinations can be used for production of structures with changing form or properties,  which can be one of the future directions of new, better integrated in our clothing and environment  sensors and actuators.  6. 3D Printed Flexible Structures  According [33] the 3D printed structures are classified in to six main categories as Meso, Linked,  Hinged, Flexible, Generative and Hybrid which varies in material depending on the properties of the  structures whether it be knit, woven, or non‐woven. Hybrid structure according this classification is  the printed over textile case, described in the previous section. Table 2 summarizes the three methods  for  production  of  flexible  structures  with  3D  printing.  In  all  three  cases,  thin  layers  (sheets)  are  printed, but the cases differs in the orientation of the single sheet pieces. In the first case the connected  sheets are oriented perpendicular to the product surface. Because of the low thickness of the sheets  their connection lines still allow  some freedom for rotations and they  move as  kinematic  chains,  which gives flexibility of the structure. The second case “mesh like structure” is based on printing of  sheet with holes—so that the bending rigidity is reduced because of the missing material and thus  the lower mass moment of inertia. The third variant is copied from the historical protection clothing  and is based on linked rings or other closed profile forms. The single links have enough degrees of  freedom to rotate and the resulting structure remains flexible with very good drape ability.  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  12  of  22  Table 2. 3D printed flexible structures and their features.  Structure  Principle  Features  Example  Thin layer nearly parallel plates, oriented  Thin layer plate kinematics  90° to the nominal surface, connected at the  These structure can have out‐of‐plane and in‐plane bending and  (Example: Mesostructure of A.  ends allow flexibility in different  can have auxetic behavior, if well designed.  Bastian [88])  directions. Because of the low thickness the     bending moments are negligible.   Andreas Bastian   Meso‐structured [98]  Thin plate, with several openings. The  No cutting required and les material used, 3D printing in‐place  Mesh like thin sheet  openings extend the bending flexibility   possible, work straight out of the machine [99].  and the formability.  Kinematics dress [99]  Rings or other closed profiles connected  Linked elements (rings,  Each element has enough degrees of freedom to move in the local  together. Normally printed using  triangles, squares, complex  range and rotate, which gives very good   supporting material   closed curved shapes)  drape characteristics.  for the gaps.  Jiri Evenhuis Chainmail dress.  Perepelkin (2013), cited from [18]  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  13  of  22  Similar  to  the  linked  rings,  directly  completed  single‐faced  and  double  faced  weft  knitted  structures  (Figure  11)  can  be  formed  by  selective  laser  sintering  of  nylon  powder  [56].  The  demonstrated products can be easily compressed, extended, stretched and folded [57].       Figure 11. Samples of the 3D printed textile structures and clothes [57,58,66,100]   7. 3D Printing of Elastic Materials  There  are  two  approaches  for  production  of  elastic  shapes  with  3D  form  with  textile‐like  properties:   Printing full  layer  elastomers,  which  have enough good  elasticity [101]. This method  can  be  classified to the “classical” type of 3D printing, where the material is coming from one (or more)  nozzles and is solidified at the moment of the placement on the surface based on the different  temperature, drying process or other (UV‐hardening, chemical reaction) processes.   Printing or placing fibers over 3D mandrel. Such processes were developed in the past and are  known with other names, but not directly as 3D printing. Because here the material is added to  the existing surface can be arranged to it, too. For instance electro‐flocking technique [102] has  the  potential  to  place  fibers  over  3D  form  and  build  such  surfaces,  Meltblown  nonwoven  production can be applied for the case of continuous fibers, too. The company TamiCare uses  the process for customizing of 3D printing with textile fibers in which the fabric is built up in  layers by a spray jet. It is capable of working with liquid polymers such as natural latex, silicon,  polyurethane and Teflon as well as textile fibers like cotton, viscose and polyamide. Some of  TamiCare  products  are  disposable  towels,  women  underwear,  swimwear,  bandages  and  sportswear [42].  Several reports for innovative works are done here in the area of electro spinning because at this  process the produced nano‐fibers are naturally softer, based on their small diameter. The 3D printing  process via electro‐spinning applies a moving nozzle connected to a high voltage and a syringe that  delivers the nozzle a polymeric solution (Figure 12, left) [66]. The melt‐blowing die can be placed on  a robot which moves in the space around collector with 3D form (Figure 12, right) [66] and produce  directly parts with 3D form.  Figure 12. Illustration of a 3D electro‐spinning setup (left) and robotic fiber assembly and control  system (RFACS) (right), the integration of a six‐axis robot with melt blowing system [66].  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  14  of  22  A  similar  method  was  applied  by  the  former  company  Electro‐Loom,  as  mentioned  in  the  Materials section [44,103] (Figure 13), which demonstrated the possibility to produce larger pieces for  clothing, but did not succeed to find suitable economically efficient application area.       Figure 13. Products manufactured by Electro‐Loom (white color products without decorations)  [103]  8. Current and Future Applications  Apparel  manufacturers,  retailers  and  designers  have  been  using  3D‐printers  for  different  functions—to  create  prototypes  for  testing,  for  customization  of  the  products,  creating  of  artistic  pieces  and  spares  [2].  Popular  are  becoming3D‐printed  bikinis,  shoes,  dresses  [35,104],  where  normally using combination of printing from solid soft material and creating flexible structures are  used.  The  main  point  here  is  the  personalization—where  the  process  allow  creation  of  [32].  Manufacturing of footwear, its specific parts and customizable insoles for everyday use, sports or  specialized tasks is one of 3D printing’s fastest growing segments [100,105]. Large apparel companies  including  Nike  and  Adidas  shoes  companies  have  already  integrated  3D  printing  into  their  manufacturing processes to print parts like soles (Figure 14) and clothes [17,100].       Figure 14. 3D printed sneakers [100].   The 3D printed garment has currently more sculptural or decorative effects and will probably  not be used in the near future as main replacement of the clothing [33]. Figure 15 demonstrated such  decorations created by inspiration of the well‐known Plauen lace [55].     Figure 15. Multi‐layer lace pattern, depicted in “netfabb” (left panel), and the resulting 3D print (right  panel) [55].  It is not very common, because of the not common size for the normal 3D printing, but some  people apply 3D for creating body sculptures, which can be used for garment fit and drape testing  [1] (Figure 16). Actually, here the amount of material and work for creation of such figure is large and  the modern CAD software can perform the fit and drape tests based on simulations. For this reason,  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  15  of  22  such kind prototyping based on 3D printed manikin will be applied in the future probably only for  sophisticated products.  Figure 16. Testing garment fit over real body model (a) and the scaled 3D printed body model (b) [1].  One growing area of application of the 3D printed flexible parts is the health care. The generated  meshes can seamlessly interact with the body (Figure 17), and thereby improve the lives of countless  patients suffering from conditions ranging from ankle or other joint sprain to hernia and tremors  [106].  Figure 17. The drape dress and joint recovery supports/covers [93,100].  An  example  of  ankle  brace  was  developed  that  shows  the  potential  of  controlled  nonlinear  tensile response by letting the ankle move freely unless it inverts to an excessive extent as well as a  glove with an embedded mesh designed to conform to the hand (see Figure 18) [17].  Figure 18. A 3D printed glove: (a) sewing pattern printed from two materials, (b) surface design of  glove, (c) flexible sewing pattern with inner lining, and (c) pattern pieces sewn together to three‐ dimensional garment [17].  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  16  of  22  One way of the improvement of the drape ability of the solid parts is modification of the tool  path so, that the fiber cool down before it touch the previous placed fiber in some areas [106]. The so  build filament path are not connected and can slide relative to each other which results noticeably  greater drape (10 mm scale bar) (Figure 19a). The conformal mesh is printed (Figure 19c) and sewn  on to a glove [106] (exerts a restoring force on the fingers when the fist is clenched) as is commonly  necessary in stroke rehabilitation.  Figure 19. Additional capabilities of mesh printing: (a) modulation of fiber–fiber bonding, (b) a mesh  (scale  bar  10  mm)  with  locally  patterned  negative  Poisson’s  ratio  unit  cells,  which  featuring  anisotropic mechanics and showing its ability to conform to a knee. (c) Printing of conformal meshes  onto a template [106].  9. Advantages and Disadvantages  9.1. Advantages  Additive Manufacturing allows new levels of mass customization of fabrics products [65]. It can  significantly  enhance  production  times  of  small  parts  produced  in  small  numbers  and  gives  the  possibility to create parts that would be impossible to produce with conventional techniques [17,55].  Compared with regular textiles, studies have presented several advantages of 3DP such as:   Customization and an accelerated design process [49,107],   Perfect fit, unique structure and patterns [22,34]],   Cheaper [50,108],    Convenient, rapid prototyping and less lead time [2,106],   More sustainable [2],    Less waste of raw material because cutting fabric leads to leftover scrapes [109],   Costs less energy to produce [110],    Lower costs related to inventory, warehousing, packaging, and transportation [2], and;   Provides the possibility for  costumers [111,112] to  produce objects  by themselves by  buying  garment designs from fashion brands [2,22].  9.2. .Disadvantages  The biggest disadvantage of 3D printing is the copyright problem. Scanning existing pattern and  reproducing it by 3D printing can be done today in short time. Many copyright holders will have a  hard time protecting their rights and businesses producing unique products will suffer [113,114].  Another main current disadvantage is that comfort and flexibility that a 3D printed only parts  are expected to provide. The most current materials do not absorb moisture at all. For several cases,  probably  unexpected  for  some  people,  but  the  real  problem  is  the  price,  based  on  the  low  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  17  of  22  productivity. Currently, the 3D printed products can be more expensive option than textile products  made with traditional methods [115].  10. .Outlook and Conclusions  This  review  demonstrated  that  the  additive  manufacturing  already  influences  the  textile  production in three directions. The most used one is the 3D printing on textiles, where additional  features  to  the  existing  textiles  can  be  added  and  customized  and  personalized  products  can  be  quickly created. The important point at that technology is the adhesion between the both products,  where a lot of investigations are already done. Based on the combination of the soft, comfortable  textile and rigid, individually placed, in some cases controllable additively placed materials we can  expect  that  in  the  future  this  kind  of  products  will  replace  the  current  one  in  the  rehabilitation  supporting  devices  and  probably  in  personalized  protection  equipment  for  different  sports  and  working conditions. The printing of flexible structures based on rigid materials is another area, where  the structures try to have some “textiles like” properties, and will definitively find their application  areas for complex structures in robotics, fashion, architecture and will replace some of the existing  heavier and solid products, but they are not real competitor to textile products, they can be effectively  combined with such. In the last analyzed area—printing with flexible materials—the development is  currently in a very early stage. Here we can expect in the future rapid development of new elastic  materials, which can be solidified on the printing surface in some given form and at the same time  provide good air—and moisture permeability through them. Here, both printing with fiber based  materials  glued  together  with  some  additional  material,  and  the  use  of  direct  production  of  membrane structures form polymers can be expected to change the business games in the future.  Here, several tasks have to be solved near the properties, which are required for thermo‐physiological  control, to stabilize printing conditions—and additionally—high production speed and lower costs  have to be reached, in order to become really competitors to textiles.  Author  Contributions:  Writing—original  draft  preparation  Sitotaw,  Conceptualization  and  resources  Ahrendt,  Writing—review  and  editing,  supervision  Kyosev,  funding  acquisition  and  supervision  Kabish. All authors have read and agreed to the published version of the manuscript.  Funding:   This research was funded by German Academic Exchange Service (DAAD) trough the EECBP Home  Grown PhD Scholarship Program 2019. The APC was funded by the publication found of the TU Dresden and  Saxon State and University Library Dresden (SLUB)   Conflicts of Interest: The authors declare no conflict of interest  References  1. Spahiu, T.; Grimmelsmann, N.; Ehrmann, A.; Shehi, E.; Piperi, E. On the possible use of 3D printing for  clothing and shoe manufacture. In Proceedings of the 7th International Conference of Textile, Tirana, Albania,  10–11 November 2016; pp.10–11.  2. Vanderploeg, A.; Lee, S.‐E.; Mamp, M. The application of 3D printing technology in the fashion industry.  Int. J. Fash. Des. Technol. Educ. 2016, 10, 170–179, doi:10.1080/17543266.2016.1223355.  3. Berman,  B.  3‐D  printing:  The  new  industrial  revolution.  Bus.  Horiz.  2012,  55,  155–162,  doi:10.1016/j.bushor.2011.11.003.  4. MacDonald, E.; Wicker, R. Multiprocess 3D printing for increasing component functionality. Science 2016, 353,  doi:10.1126/science.aaf2093.  5. Marián, H.; Milan, V.; Jaroslav, M.; Milan, S.; Filip, D. Influence of the Shape of the Test Specimen Produced  by 3D Printing on the Stress Distribution in the Matrix and in Long Reinforcing Fibers. J. Mech. Eng. 2019,  69, 61–68.  6. Brody, H.D.; Haggerty, J.S.; Cima, M.J.; Flemings, M.C.; Barns, R.L.; Gyorgy, E.M.; Johnson, D.W.; Rhodes,  W.W.; Sunder, W.A.; Laudis, R.A. Highly textured and single crystal Bi2CaSr2Cu2O.r prepared by laser  heated  float  zone  crystalization.  J.  Cryst.  Growth  1989,  96,  225–233,  doi:https://doi.org/10.1016/0022‐ 0248(89)90520‐4.  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  18  of  22  7. Gibson, I.; Rosen, D.; Stucker, B.  Additive Manufacturing  Technologies 3D Printing, Rapid Prototyping,  and  Direct Digital Manufacturing, 2nd ed.; Springer: New York, NY, USA, 2015.  8. Kuhn, R.; Minuzzi, F.B. The 3D printingʹs panorama in fashion design. Mus. Mem. e Des. 2015, 2,  1–12.  Available  online:https://silo.tips/download/the‐3d‐printing‐s‐panorama‐in‐fashion‐design(accessed  on  21  July  2020).  9. Kokkinis, D.; Schaffner, M.; Studart, A.R. Multimaterial magnetically assisted 3D printing of composite  materials. Nat. Commun. 2015, 6, 8643, doi:10.1038/ncomms9643.  10. Do,  A.V.;  Khorsand,  B.;  Geary,  S.M.;  Salem,  A.K.  3D  Printing  of  Scaffolds  for  Tissue  Regeneration  Applications. Adv. Healthc. Mater. 2015, 4, 1742–1762, doi:10.1002/adhm.201500168.  11. Guo, Y.; Chang, C.‐C.; Halada, G.; Cuiffo, M.A.; Xue, Y.; Zuo, X.; Pack, S.; Zhang, L.; He, S.; Weil, E., et al.  Engineering flame retardant biodegradable polymer nanocomposites and their application in 3D printing.  Polym. Degrad. Stab. 2017, 137, 205–215, doi:10.1016/j.polymdegradstab.2017.01.019.  12. Kwon, Y.M.; Lee, Y.‐A.; Kim, S.J. Case study on 3D printing education in fashion design coursework. Fash.  Text. 2017, 4, doi:10.1186/s40691‐017‐0111‐3.  13. Noakes, M.W.; Lind,  R.F.;  Jansen, J.F.; Love, L.J.; Pin, F.G.; Richardson, B.S. Development of a Remote  Trauma Care Assist Robot. In Proceedings of the International Conference on Intelligent Robots and Systems,  Louis, USA, 10–15 October 2009; IEEE: New York City, USA, 2009.  14. Ngo, T.D.; Kashani, A.; Imbalzano, G.; Nguyen, K.T.Q.; Hui, D. Additive manufacturing (3D printing): A  review  of  materials,  methods,  applications  and  challenges.  Compos.  Part  Eng.  2018,  143,  172–196,  doi:10.1016/j.compositesb.2018.02.012.  15. Farahani, R.D.; Dube, M.; Therriault, D. Three‐Dimensional Printing of Multifunctional Nanocomposites:  Manufacturing Techniques and Applications. Adv. Mater. 2016, 28, 5794–821, doi:10.1002/adma.201506215.  16. Macdonald, E.; Salas, R.; Espalin, D.; Perez, M.; Aguilera, E.; Muse, D.; Wicker, R.B. 3D Printing for the  Rapid Prototyping of Structural Electronics. IEEE Access 2014, 2, doi:10.1109/ACCESS.2014.2311810.  17. Uysal, R.; Stubbs, J.B. A New Method of Printing Multi‐Material Textiles by Fused Deposition Modelling  (FDM). Tekstilec 2019, 62, 248–257, doi:10.14502/Tekstilec2019.62.248‐257.  18. Bingham, G.A.; Hague, R. Efficient three dimensional modelling of additive manufactured textiles. Rapid  Prototyp. J. 2013, 19, 269–281, doi:10.1108/13552541311323272.  19. Crookston,  J.J.;  Long,  A.C.;  Bingham,  G.A.;  Hague,  R.J.M.  Finite‐element  modelling  of  mechanical  behaviour of rapid manufactured textiles. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part L J.  Mat. Des. Appl. 2008, 222, 29–36, doi:10.1243/14644207jmda161.  20. Sitotaw,  D.B.  Search  Results  on  3D  Printed  Textiles;  Elsevier  B.V,  2020.  Available  online:  https://www.scopus.com/term/analyzer.uri?sid=b1f1e96c6f645f217e752a596ba7d0e&origin=resultslist&src=s&s= TITLE‐ABS‐KEY%283d+Printing+of+textiles%29&sort=plf‐ f&sdt=b&sot=b&sl=38&count=290&analyzeResults=Analyze+results&txGid=d2f72804c289d6d07029a21cb86dc0c9  (accessed on 1 March 2020).  21. Hoskins, S. 3D Printing for Artists, Designers and Makers; Bloomsbury Publishing Plc: London, UK, 2013.  22. Yap, Y.L.; Yeong, W.Y. Additive manufacture of fashion and jewellery products: a mini review. Virtual  Phys. Prototyp. 2014, 9, 195–201, doi:10.1080/17452759.2014.938993.  23. Atkinson, P.; Univer, E.; Marshal, J.; Dean, L.T. Post Industrial Manufacturing Systems: the undisciplined  nature of generative design. Shefield, UK, 2008.  24. Hermans, G. A Model for Evaluating the Solution Space of Mass Customization Toolkits. Int. J. Ind. Eng.  Manag. (IJIEM) 2012, 3, 205–214.  25. Zee,  A.v.d.;  Vries,  B.d.  Design  by  Computation.  In  Proceedings  of  the  GA2008,  11th  Generative  Art  Conference, Milan, UK, 16–18 December 2008.  26. D’Apuzzo,  N.  3D  body  scanning  technology  for  fashion  and  apparel  industry.  In  Proceedings  of  the  Electronic Imaging 2007, San Jose, CA, USA, 1 January 2007–2 February 2007.  27. Kyosev, Y. Generalized geometric modeling of tubular and flat braided structures with arbitrary floating  length and multiple filaments. Text. Res. J. 2016, 86, 1270–1279, doi:10.1177/0040517515609261.  28. Kyosev, Y. Topology‐Based  Modeling of Textile  Structures  and Their  Joint  Assemblies; Springer:  Heidelberg,  Germany, 2019, doi.org/10.1007/978‐3‐030‐02541‐0.  29. Renkens, W.; Kyosev, Y. Geometry modelling of warp knitted fabrics with 3D form. Text. Res. J. 2011, 81,  437–443, doi.org/10.1177/0040517510385171  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  19  of  22  30. Kyosev,  Y.  TexMind  Software  Braider  and  TexMind  Warp  Knitting  Editor.  2020.  Available  online:  http://www.texmind.com (accessed on 21 July 2020).   31. Mellor, S.; Hao, L.; Zhang, D. Additive manufacturing: A framework for implementation. Int. J. Prod. Econ.  2014, 149, 194–201, doi:10.1016/j.ijpe.2013.07.008i.  32. Noorani, R. 3D Printing Technology, Applications, and Selection; Taylor & Francis Group: Boca Raton, FL 33487,  USA, 2018;  33. Grain, E. Textiles, Identity and Innovation: Design the Future. Surface, Digital and Virtual Textiles—An Analysis of  3D Printed Textile Structures; Montagna, G., Carvalho, C., Eds.; Taylor & Francis Group: London, UK, 2019.  34. Partsch, L.N.; Vassiliadis, S.; Papageorgas, P. 3D Printed textile fabrics structures. In Proceedings of the  Innovative TechnologiesʺInspire to Innovateʺ; Istanbul, Turkey, 11–12 September 2015.  35. Valtas, A.; Sun, D. 3D Printing for Garments Production: An Exploratory Study. J. Fash. Technol. Text. Eng.  2016, 4, doi:10.4172/2329‐9568.1000139.  36. Moreau, C. The state of 3D Printing; Sculpteo: Villejuif, France, 2019.  37. Rosenau, J.A.; Wilson, D.L. Apparel Merchandising: The Line Starts Here; Fairchild Books: New York, NY,  USA, 2014.  38. Hudson, S. Printing teddy bears: A technique for 3D printing of soft interactive objects. In Proceedings of  the Conference on Human Factors in Computing Systems,26 April 2014–1 May 2014; pp. 459–469.  39. Perry, A. 3D‐printed apparel and 3D‐printer: Exploring advantages, concerns, and purchases. Int. J. Fash.  Des. Technol. Educ. 2017, 11, 95–103, doi:10.1080/17543266.2017.1306118.  40. Kruth, J.P.; Leu, M.C.; Nakagawa, T. Progress in Additive Manufacturing and Rapid Prototyping. CIRP  Ann. 1998, 47, 525–540, doi:10.1016/s0007‐8506(07)63240‐5.  41. Nayak, R.; Padhye, R. Garment manufacturing technology. In Product Development in the Apparel Industry;  Senanayake, M., Ed.; Woodhead: Waltham, UK, 2015.  42. TamiCare. Speedy Additive Manufacturing of Fabrics with Your Specs & Our Performance. 2019. Available  online: https://www.tamicare.com/manufacture (accessed on 1 January 2020).  43. Cooper, D. 3D Printing Your Own Clothes Just Became (Kinda) a Reality; Verizon Media: New York, NY, USA,  2015.  44. Doris Electroloom – Gibt es bald schon tatsächlich tragbare Kleidung aus dem 3D‐Drucker? 2016. Available online:  https://3druck.com/drucker‐und‐produkte/electroloom‐gibt‐es‐bald‐schon‐tatsaechlich‐tragbare‐kleidung‐aus‐ dem‐3d‐drucker‐1934423/ (accessed on 1 May 2020).  45. Tenhunen, T.‐M.; Moslemian, O.; Kammiovirta, K.; Harlin, A.; Kääriäinen, P.; Österberg, M.; Tammelin, T.;  Orelma, H. Surface tailoring and design‐driven prototyping of fabrics with 3D‐printing: An all‐cellulose  approach. Mater. Des. 2018, 140, 409–419, doi:10.1016/j.matdes.2017.12.012.  46. Markforged. Material datasheet‐composites. In Mark3D.com, Markforged, I., Ed. Mark3D.com: Germany,  2019.  Available  online:  https://www.mark3d.com/de/wp‐content/uploads/2020/03/Material‐Datenblatt‐ Markforged‐Composites‐Verbundfasematerialien‐Mark3D.pdf (accessed on 22 July 2020).  47. Kim, S.; Seong, H.; Her, Y.; Chun, J. A study of the development and improvement of fashion products  using a FDM type 3D printer. Fash. Text. 2019, 6, 9, doi:10.1186/s40691‐018‐0162‐0.  48. Aashman, G. SLA Textile 3D Print. Available online: https://www.instructables.com/id/SLA‐Textile‐3D‐ Print/ (accessed on 24 February 2020).  49. Sclater, N. Mechanisms and Mechanical Devices Sourcebook; McGraw‐Hill: New York, NY, USA, 2011.  50. Huang, S.H.; Liu, P.; Mokasdar, A.; Hou, L. Additive manufacturing and its societal impact: A literature  review. Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2013, 67, 1191–1203, doi:10.1007/s00170‐012‐4558‐5.  51. Meisel, N.A.; Elliott, A.M.; Williams, C.B. A procedure for creating actuated joints via embedding shape  memory  alloys  in  PolyJet  3D  printing.  J.  Intell.  Mater.  Syst.  Struct.  2014,  26,  1498–1512,  doi:10.1177/1045389x14544144.  52. Murugesan,  K.;  Anandapandian,  P.A.;  Sharma,  S.K.;  Vasantha  Kumar,  M.  Comparative  evaluation  of  dimension and surface detail accuracy of models produced by three different rapid prototype techniques.  J. Indian Prosthodont. Soc. 2012, 12, 16–20, doi:10.1007/s13191‐011‐0103‐8.  53. Reilly, L. The shift from 3D body scanned data to the physical world shapeshifting. In Proceedings of A  Conference on Transformative Paradigms of Fashion and Textile Design, Auchland, New Zealand, 2014.  54. Bogue,  R.  3D  printing:  The  dawn  of  a  new  era  in  manufacturing?  Assembl.  Autom.  2013,  33,  307–311,  doi:10.1108/AA‐06‐2013‐055.  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  20  of  22  55. Melnikova, R.; Ehrmann, A.; Finsterbusch, K. 3D printing of textile‐based structures by Fused Deposition  Modelling  (FDM)  with  different  polymer  materials.  IOP  Conf.  Ser.  Mater.  Sci.  Eng.  2014,  62,  012018,  doi:10.1088/1757‐899x/62/1/012018.  56. Beecroft,  M.  Digital  interlooping:  3D  printing  of  weft‐knitted  textile‐based  tubular  structures  using  selective  laser  sintering  of  nylon  powder.  Int.  J.  Fash.  Des.  Technol.  Educ.  2019,  12,  218–224,  doi:10.1080/17543266.2019.1573269.  57. Beecroft, M. 3D printing of weft knitted textile based structures by selective laser sintering of nylon powder.  IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2016, 137, 012017, doi:10.1088/1757‐899x/137/1/012017.  58. Beecroft,  M.;  McPherson,  L.  English  Researchers  Use  3D  Printing  to  Produce  Flexible  and  Fine  Textile‐Like  Structures; 2014. Available online: https://www.3ders.org/articles/20141109‐english‐researchers‐use‐3d‐printing‐ to‐produce‐flexible‐and‐fine‐textile‐like‐structures.html (accessed on 12 December 2019).  59. Takahashi,  H.;  Kim,  J.  3D  Printed  Fabric:  Techniques  for  Design  and  3D  Weaving  Programmable  Textiles.  In  Proceedings of the Proceedings of the 32nd Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology;  ACM: New Orleans LA USA, 20–23 October 2019; pp. 43–51.  60. Venuvinod,  K.P.;  Ma,  W.  Rapid  Prototyping:  Laserbased  and  Other  Technologies;  Springer  Science  and  Bussiness Media: New York, NY, USA, 2004.  61. Leigh,  S.J.;  Bradley,  R.J.;  Purssell,  C.P.;  Billson,  D.R.;  Hutchins,  D.A.  A  Simple,  Low‐Cost  Conductive  Composite  Material  for  3D  Printing  of  Electronic  Sensors.  PLoS  ONE  2012,  7,  doi:10.1371/journal.pone.0049365.g001.  62. Marcincinova, N.L. Application of fused deposition modelling technology in 3D printing rapid prototyping  area. Manuf. Ind. Eng. 2011, 11, 35–37.  63. Evans, B. Practical 3D Printers: The Science and Art of 3D Printing; Springer Science and Business Media: New  York, NY, USA, 2012.  64. Malengier, B.; Hertleer, C.; Cardon, L.; Van, L. 3D Printing on Textiles: Testing of Adhesion. J. Fash. Technol.  Text. Eng. 2018, s4, doi:10.4172/2329‐9568.s4‐013.  65. Sabantina,  L.;  Kinzel,  F.;  Ehrmann,  A.;  Finsterbusch,  K.  Combining  3D  printed  forms  with  textile  structures—Mechanical and geometrical properties of multi‐material systems. IOP Conf. Ser. Mater. Sci.  Eng. 2015, 87, 012005, doi:10.1088/1757‐899x/87/1/012005.  66. Chatterjee,  K.;  Ghosh,  T.K.  3D  Printing  of  Textiles:  Potential  Roadmap  to  Printing  with  Fibers.  Adv  Mater  2019,  e1902086, doi:10.1002/adma.201902086.  67. Spahiu,  T.;  Al‐Arabiyat,  M.;  Martens,  Y.;  Ehrmann,  A.;  Piperi,  E.;  Shehi,  E.  Adhesion  of  3D  printing  polymers  on  textile  fabrics  for  garment  production.  IOP  Conf.  Ser.  Mater.  Sci.  Eng.  2018,  459,  012065,  doi:10.1088/1757‐899x/459/1/012065.  68. Perry,  A.  Consumers’  purchase  intention  of  3D‐printed  apparel.  J.  Glob.  Fash.  Mark.  2016,  7,  225–237,  doi:10.1080/20932685.2016.1205953.  69. Gu,  B.K.;  Choi,  D.J.;  Park,  S.J.;  Kim,  M.S.;  Kang,  C.M.;  Kim,  C.H.  3‐dimensional  bioprinting  for  tissue  engineering applications. Biomater. Res. 2016, 20, 12, doi:10.1186/s40824‐016‐0058‐2.  70. Singha, K. A Review on Coating & Lamination in Textiles: Processes and Applications. Am. J. Polym. Sci.  2012, 2, 39–49, doi:10.5923/j.ajps.20120203.04.  71. Pei,  E.;  Shen,  J.;  Watling,  J.  Direct  3D  printing  of  polymers  onto  textiles:  Experimental  studies  and  applications. Rapid Prototyp. J. 2015, 21, 556–571, doi:10.1108/RPJ‐09‐2014‐0126.  72. Holme, I. Adhesion to textile fibres and fabrics. Int. J. Adhes. Adhes. 1999, 19, 455–463.  73. Hashemi Sanatgar, R.; Campagne, C.; Nierstrasz, V. Investigation of the adhesion properties of direct 3D  printing of polymers and nanocomposites on textiles: Effect of FDM printing process parameters. Appl.  Surf. Sci. 2017, 403, 551–563, doi:10.1016/j.apsusc.2017.01.112.  74. Kozior, T.; Döpke, C.; Grimmelsmann, N.; Juhász Junger, I.; Ehrmann, A. Influence of fabric pretreatment  on adhesion of three‐dimensional printed material on textile substrates. Adv. Mech. Eng. 2018, 10, pp. 1–8,  doi:10.1177/1687814018792316.  75. Korger, M.; Bergschneider, J.; Neuss, J.; Lutz, M.; Mahltig, B.; Rabe, M. Functionalization of textiles using  3D printing ‐add‐on technology for textile applications testing new material combinations. Int. Congr. 2016,  3, pp. 1–6, doi: 10.1088/1757‐899x/141/1/012011    76. Unger,  L.;  Scheideler,  M.;  Meyer,  P.;  Harland,  J.;  Gorzen,  A.;  Wortmann,  M.;  Dreyer,  A.;  Ehrmann,  A.  Increasing  adhesion  of  3D  printing  on  textile  fabrics  by  polymer  coating.  Tekstilec  2018,  61,  265–271,  doi:10.14502/Tekstilec2018.61.265‐271.  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  21  of  22  77. Spahiu, T.; Grimmelsmann, N.; Ehrmann, A.; Piperi, E.; Shehi, E. Effect of 3D printing on textile fabric. In  Proceedings of the 1st International Conference “Engineering and Entrepreneurship”, Tirana, Albania, 11–17  November 2017.  78. Grimmelsmann, N.; Kreuziger, M.; Korger, M.; Meissner, H.; Ehrmann, A. Adhesion of 3D printed material  on textile substrates. Rapid Prototyp. J. 2018, 24, 166–170, doi:10.1108/RPJ‐05‐2016‐0086.  79. Eutionnat‐Diffo, P.A.; Chen, Y.; Guan, J.; Cayla, A.; Campagne, C.; Zeng, X.; Nierstrasz, V. Optimization of  adhesion of poly lactic acid 3D printed onto polyethylene terephthalate woven fabrics through modelling  using textile properties. Rapid Prototyp. J. 2019, doi:10.1108/rpj‐05‐2019‐0138.  80. Korger, M.; Bergschneider, J.; Lutz, M.; Mahltig, B.; Finsterbusch, K.; Rabe, M. Possible Applications of 3D  Printing  Technology  on  Textile  Substrates.  IOP  Conf.  Ser.  Mater.  Sci.  Eng.  2016,  141,  012011,  doi:10.1088/1757‐899x/141/1/012011.  81. Loh,  G.;  Pei,  E.  Design  for  Material  Extrusion  on  Mesh  Fabrics.  In  Design;  Brunel  University  Research  Archive: London, UK, 2019; p. 12.  82. Grimmelsmann, N.; Meissner, H.; Ehrmann, A. 3D printed auxetic forms on knitted fabrics for adjustable  permeability and mechanical properties. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2016, 137, 012011, doi:10.1088/1757‐ 899x/137/1/012011.  83. Mikkonen, J.; Myllymaki, R.; Kivioja, S.; Vanhakartano, S.; Suonsilta, H. Printed material and fabric. In  Proceedings of the Nordic Design Research Conference, Copenhagen, Denmark, 27 February 2013.  84. Rivera, M.L.; Moukperian, M.; Ashbrook, D.; Mankoff, J.; Hudson, S.E. Stretching the Bounds of 3D Printing with  Embedded Textiles. In Proceedings of the CHI ’17: Proceedings of the 2017 CHI Conference on Human Factors in  Computing Systems; Denver Colorado USA, 6–11 May 2017; pp. 497–508.  85. Ahrendt,  D.;  Karam,  A.R.;  Krzywinski,  S.  CAE‐Supported  process  for  additive  manufacturing  of  orthopaedic devices. In Proceedings of the Aachen‐Dresden‐Denkendorf International Textile Conference,  Dresden, Germany, 28–29 November 2019.  86. Ahrendt, D. Combination of additive manufacturing and textiles. In Carbon Composites Magazin Production  & Processing; Carbon Composites e.V.: Germany, 2017.  87. Ahrendt,  D.;  Krzywinski,  S.;  Schmitt,  F.;  Krzywinski,  J.  Combination  of  Additive  Manufacturing  and  Joining  Process.  for  Novel  Customized  Orthopaedic  Devices.  In  Proceedings  of  the  Aachen‐Dresden‐ Denkendorf International Textile Conference, Dresden, Germany, 24–25 November 2016.  88. Laperre,  J.  Additive  manufacturing.  In  Newsletter  for  the  Textile  and  Plastics  Processing  Industry  Edition;  Centexbel‐VPC: Belgium, 2018.  89. Daviy, J. 4D Printing: Building Smart Fashion of the Future Today. In 3D Printing, Eco Lifestyle, Eco Tech,  Fashion Tech, Future of Fashion; Miami Florida USA, 2019.  90. Avinc, O.; Yildirim, F.F.; Yavas, A.; Kalayci, E. 3D Printing Technology and its Influences on the Textile  Industry. Int. J. Ind. Electron. Electr. Eng. Bhubaneswar, India , 2017, 5, 37–43.  91. Radacsi,  N.;  Nuansing,  W.  Fabrication  of  3D  and  4D  Polymer  Micro‐  and  Nanostructures  Based  on  Electrospinning; Amstedam, Nederland, 2020; pp. 191–229, doi:10.1016/b978‐0‐12‐816805‐9.00007‐7.  92. Zapfel, D. How 3D Printing in the Textile Industry Is Leading Into a New Era; Lead Innov. Manag.: Wien , The  Republic of Austria, 2019.  93. Momeni, F.; M.Mehdi Hassani.N, S.; Liu, X.; Ni, J. A review of 4D printing. Mater. Des. 2017, 122, 42–79,  doi:10.1016/j.matdes.2017.02.068.  94. Pei,  E.  4D  Printing:  Dawn  of  an  emergingtechnology  cycle.  Assem.  Autom.  2014,  34,  310–314,  doi:10.1108/AA‐07‐2014‐062, 10.1108/AA‐06‐2014‐057, 10.1108/AA‐06‐2013‐055.  95. Schmelzeisen, D.; Koch, H.; Pastore, C.; Gries, T. Narrow and Smart Textiles. In 4D Textiles: Hybrid Textile  Structures  that  Can  Change  Structural  Form  with  Time  by  3D  Printing;  Kyosev,  Y.,  Mahltig,  B.,  Schwarz‐ Pfeiffer, A., Eds.; Springer International Publishing: Cham, Switzerland, 2018.  96. Joshi, S.; Rawat, K.; C, K.; Rajamohan, V.; Mathew, A.T.; Koziol, K.; Kumar Thakur, V.; A.S.S, B. 4D printing  of  materials  for  the  future:  Opportunities  and  challenges.  Appl.  Mater.  Today  2019,  100490,  doi:10.1016/j.apmt.2019.100490.  97. Joshi,  A.;  Goh,  J.K.;  Goh,  K.E.J.  Polymer‐Based  Conductive  Composites  for  3D  and  4D  Printing  of  Electrical  Circuits; 2020; pp. 45–83, doi:10.1016/b978‐0‐12‐816805‐9.00003‐x.  98. Bastian,  A.  Mesostructured  Cellular  Materials:  Early  Prototypes  Available  online:  http://www.thingiverse.com/thing:289650 (accessed on 24 February 2020).  Appl. Sci. 2020, 10, 5033  22  of  22  99. Systems, N. Kinematics Collection Available online: https://n‐e‐r‐v‐o‐u‐s.com/shop/line.php?code=15(accessed on  24 February 2020).  100. Elmelegy, N.A. 3D Printing: The Future of Innovative Shapes and Materials in Women Fashion Design.  Eurasian J. Anal. Chem. 2017, 13, 151–173.  101. Tritech  3D  Produce  Large  and  Complex  Elastomer  Parts  Available  online:  https://www.tritech3d.co.uk/materials/elastomer (accessed on 12 December 2019).  102. Mironova, V.S.; Parkb, M. Electroflocking technique in the fabrication and performance enhancement of  fiber‐reinforced polymer composites. Compos. Sci. Technol. 2000, 60, 927–933.  103. Electroloom.  Electroloom—The  Worldʹs  First  3D  Fabric  Printer.  2016.  Available  onlione:  https://www.kickstarter.com/projects/electroloom/electroloom‐the‐worlds‐first‐3d‐fabric‐printer  (accessed on 1 May 2020).  104. Mpofu, T.P.; Mawere, C.; Mukosera, M. The impact and application of 3D printing technology. Int. J. Sci.  Res. 2014, 3, 2148–2152.  105. Lee, B.L.; Walsh, T.F.; Won, S.T.; Patts, H.M.; Song, J.W.; Mayer, A.H. Penetration Failure Mechanisms of  Armor‐Grade Fiber Composites under Impact. J. Compos. Mater. 2016, 35, 1605–1633, doi:10.1106/yrbh‐jgt9‐ u6pt‐l555.  106. Pattinson, S.W.; Huber,  M.E.;  Kim, S.; Lee, J.; Grunsfeld, S.; Roberts,  R.;  Dreifus, G.; Meier,  C.; Liu, L.;  Hogan, N., et al. Additive Manufacturing of Biomechanically Tailored Meshes for Compliant Wearable and  Implantable Devices. Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1901815, doi:10.1002/adfm.201901815.  107. McDonell,  A.  3D  printing  could  serve  as  solution  for  ill‐fitted  clothing  Available  online:  http://dailyorange.com/2015/01/fashion‐3d‐printingcould‐serve‐as‐solution‐for‐ill‐fitted‐clothing/ (accessed on 12  December 2019).  108. Atlantic, C. Could 3D Printing Change the World? Strateg. Foresight Rep. 2011.  109. Parker, C.J.; Wang, K.; Wang, Y.; Strandhagen, J.O.; Tao, Y. The Human Acceptance of 3D Printing in Fashion  Paradox: Is Mass Customisation a Bridge too Far? WIT Press: Hampshire, England, 2016.  110. Gebler, M.; Uiterkamp, A.J.M.S.; Visser, C. A global sustainability perspective on 3D printing technologies.  Energy Policy 2014, 74, 158–167.  111. Harding, X. Feed Your 3D Printer Recycled Plastic. PopSci: New York, USA, 2016.  112. Zwart, B. How to Make Your Own Filament by Recycling Old 3D Prints; 2015.  113. Theme,  A.W.  3D  Printing:  Know  its  Advantages  and  Disadvantages.  Available  online:  https://blog.inktonestore.com/3d‐printing‐know‐its‐advantages‐and ‐disadvantages/  (accessed  on  12  December  2019).  114. Petrick, I.J.; Simpson, T.W. 3D Printing Disrupts Manufacturing: How Economies of One Create New Rules  of Competition. Res. Technol. Manag. 2015, 56, 12–16, doi:10.5437/08956308x5606193.  115. Thompson, C. The Rise of the DIY Consumer; CNBC: Englewood Cliffs, N.J., USA, 2015.  © 2020 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. This article is an open access  article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution  (CC BY) license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). 

Journal

Applied Sciences – Multidisciplinary Digital Publishing Institute

Published: Jul 22, 2020

There are no references for this article.