Customization of brassiere underwire design : leveraging 3D printing for enhanced pressure distribution

Sugumaran, Dhivya (avtor), Wesley, Samuel (avtor)

Conventional brassiere underwires often cause discomfort due to localized pressure concentrations, leading to wearer discomfort and potential long-term health concerns. This study investigates the application of 3D printing technology for designing and fabricating customized brassiere underwires aimed at improving pressure distribution and structural comfort. A 3D body scan of the under-bust profile was utilized to develop a personalized underwire model, which was fabricated using fused deposition modelling (FDM) with acrylonitrile butadiene styrene (ABS) material. To evaluate performance, pressure exertion tests were conducted using force-sensitive sensors positioned at three anatomical points, Point A (base region), Point B (medial region, near the sternum) and Point C (lateral region, near the underarm), under both static and dynamic conditions. The 3D-printed underwire demonstrated significant reductions in localized pressure compared to the conventional stainless-steel underwire, achieving decreases of 36.36% at Point A, 38.10% at Point B and 35.00% at Point C under static conditions, and 24.00%, 21.74% and 22.22%, respectively, under dynamic conditions. Complementary finite element analysis (FEA) was performed to simulate structural deflection under breast loads ranging from 0.5 kg to 0.8 kg. The results indicated that the maximum deflection increased from 1.48 mm to 2.37 mm, while average deflection rose from 0.80 mm to 1.28 mm, demonstrating a linear elastic behaviour consistent with the mechanical properties of ABS (Young’s modulus ≈ 2.0 GPa) compared to stainless steel (≈ 200 GPa). The deformation contour confirmed effective load distribution with minimal deflection in the constrained regions, validating structural stability. Overall, the findings establish that 3D-printed ABS underwires provide improved comfort, controlled flexibility and reliable mechanical performance, making them a viable alternative to traditional metallic underwires. This research highlights the potential of additive manufacturing in the intimate apparel industry, enabling mass customization, enhanced anatomical conformity and improved wearer satisfaction beyond conventional mass-produced designs.

• Jezik: Angleški jezik
• Ključne besede: 3D printing, brassiere, comfort, underwire, pressure distribution, FEA
• Vrsta gradiva: Članek v reviji
• Tipologija: 1.01 - Izvirni znanstveni članek
• Organizacija: NTF - Naravoslovnotehniška fakulteta
• Status publikacije: Objavljeno
• Različica publikacije: Objavljena publikacija
• Leto izida: 2025
• Št. strani: Str. 291-301
• Številčenje: Vol. 68, no. 3
• PID: 20.500.12556/RUL-177299
• UDK: 677:658.8
• ISSN pri članku: 0351-3386
• DOI: 10.14502/tekstilec.68.2025028
• COBISS.SI-ID: 261446915
• Datum objave v RUL: 22.12.2025

Gradivo je del revije

• Naslov: Tekstilec : glasilo slovenskih tekstilcev
• Skrajšan naslov: Tekstilec
• Založnik: Založba Univerze v Ljubljani
• ISSN: 0351-3386
• COBISS.SI-ID: 763396

Licence

• Licenca: CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
• Povezava: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
• Opis: To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

• Jezik: Slovenski jezik
• Naslov: Individualna prilagoditev oblike oporne žice v nedrčku : uporaba 3-D tiska za izboljšano porazdelitev pritiska

Izvleček

Konvencionalne oporne žice (opornice) v nedrčkih pogosto povzročajo nelagodje zaradi lokaliziranih koncentracij pritiska, kar vodi v nelagodje pri nošenju in morebitne dolgoročne zdravstvene težave uporabnice. Ta raziskava se osredinja na uporabo tehnologije 3-D tiska za oblikovanje in izdelavo prilagojenih opornic za nedrčke, katerih namen je izboljšati porazdelitev pritiska in strukturno udobje. Na podlagi 3-D skeniranega profila podprsja je bil z uporabo modeliranja taljenega nanosa (FDM) z materialom akrilonitril butadien stiren (ABS) izdelan posamezni osebi prilagojen model opornice. Učinkovitost kosti je bila ocenjena iz rezultatov testiranja pritiska s pomočjo senzorjev za silo, nameščenih na treh anatomskih točkah: točki A (osnovno območje), točki B (medialno območje, blizu prsnice) in točki C (lateralno območje, blizu pazduhe), in sicer v statičnih in dinamičnih razmerah. 3-D natisnjena opornica je pokazala znatno zmanjšanje lokaliziranega pritiska v primerjavi s konvencionalno opornico iz nerjavnega jekla, in sicer zmanjšanje za 36,36 % v točki A, 38,10 % v točki B in 35,00 % v točki C v statičnih razmerah ter 24,00 %, 21,74 % oziroma 22,22 % v dinamičnih razmerah. Za simulacijo strukturnega odklona pri obremenitvah prsi od 0,5 kg do 0,8 kg je bila uporabljena metoda končnih elementov (MKE). Pokazalo se je, da se je največji odklon povečal z 1,48 mm na 2,37 mm, povprečni odklon pa z 0,80 mm na 1,28 mm, kar kaže na linearno elastično obnašanje, ki je skladno z mehanskimi lastnostmi ABS (Youngov modul ≈ 2,0 GPa) v primerjavi z nerjavnim jeklom (≈ 200 GPa). Kontura deformacij je potrdila učinkovito porazdelitev obremenitve z minimalnim odklonom v omejenih območjih, kar je potrdilo strukturno stabilnost. Splošna ugotovitev je, da 3-D tiskane opornice ABS zagotavljajo izboljšano udobje, nadzorovano upogibljivost in zanesljivo mehansko delovanje, kar pomeni, da so primerna zamenjava za tradicionalne kovinske opornice. Ta raziskava poudarja primernost aditivne izdelave v proizvodnji spodnjega perila, ki omogoča množično izdelavo po meri, izboljšano anatomsko skladnost in zadovoljstvo uporabnic, ki presega običajne konfekcijsko proizvedene modele.

• Ključne besede: 3-D tiskanje, modrček z oporo, udobje, porazdelitev pritiska, metoda končnih elementov, MKE