3D打印材料與人體服裝結構研究探索

秦鑫

摘要：人類科技的發展不斷推陳出新，特別是3D打印材料的出現讓生活更加豐富多彩，3D打印技術代表了制造業發展的新趨勢，它將和其他數字化生產模式一起推動實現第三次工業革命。但就服裝設計生產而言，3D打印技術發展前景廣闊，但并非是能夠完全的取代手工制造技術。3D打印技術不斷的發展，應用在設計領域越來越多，尤其在服裝領域的涉及面也越來越廣泛。3D打印的材料如何應用在服裝中，怎樣才能實現其最大的作用，以及如何才能與人體服裝結構進行巧妙的結合，使得這種新型的3D打印材質與服裝結構版型優化設計，更加符合穿著性。最終實現服裝新型材料與服裝創意設計的完美結合，為今后服裝設計開拓了更加廣闊的設計空間與豐富的藝術形式。

關鍵詞：3D打印技術；新型材料；服裝設計；人體服裝結構；數字化

近年來，隨著3D打印技術的飛速發展，3D打印從平面設計不斷的演變發展到三維設計，而3D打印也逐漸改變著我們的生活方式。3D打印又稱增材制造，增材制造與減材制造是制造領域的兩種方法。傳統的制造方式一般采用減材制造，例如利用切割機床等刀具切掉不需要的部分，保留所需的形狀，而增材制造是通過逐層疊加增加材料制造物品的搭積木式的技術，利用由點到線、由線到面、由面到體的增材方式堆積而成，類似我們建筑中的蓋房子，打印式的搭積木，與孩子們玩的搭積木過程類似，層層的堆積上去而逐漸成型的過程。只不過3D打印是用碰頭噴射打印出來的世界萬物，其打印材質上也種類很多，可以根據不同的設計領域，開發出新型的材質。增材制造顯然更加節約材料，而且增材制造可以將材料先變為粉末再進行制造，或者使用液體材料。

目前，3D打印正在逐漸改變著我們的生活方式，走進我們的生活中。醫療中打印的人體器官細胞組織、生活中家居事物、食物、生活工具、時尚設計領域等都有涉及，但目前應用在服裝領域的材質也非常有限，基于3D打印材料的局限性特點，在設計創意性服裝的同時還要考慮新型材質與服裝版型的結構結合。在整個發展中世界，3D打印技術的不斷發展，科學技術在一個國家的綜合領域占有日益重要的地位，其中美國政府將人工智能，3D打印，機器人等項目，以重振美國制造業作為中國的三大支柱，政府還加強了支持3D打印等企業，積極發展生產方法的3D打印技術及相關領域，使得“中國制造”轉型“中國智造”。英國的The Economist 雜志在2012年4月的封面上，以第三次工業革命為標題，介紹了3D打印等數字化生產技術，3D打印技術在設計領域已經應用了近十年的時間，最初應用于開模制造前的模型打樣；3D打印引發了多個領域的革命，制造方式、材料創新、生物技術工程以及醫療領域、設計領域、知識產權等方面的巨大革命。3D打印，因為高彈性，所以3D打印技術和更高的自由模具材料的特性成為了設計師創作的重要工具。英國“經濟學家”雜志的封面故事將導致3D打印技術為核心的“第三次工業革命”，引起了業界的關注。

3D打印可以說是上個世紀的思想，上世紀的技術，而在這個當今的世紀產生了空前的市場。3D打印可以說是上個世紀的觀念，上世紀的技術，在本世紀產生今天的前所未有的市場。同時輻射到服裝行業在最近的2014年紐約3D打印展，匯聚了最前沿的創作技巧，藝術和科技工作的完美融合，它已成為世界頂級時裝設計師穿戴式3D打印設計藝術家新潮。其中，3D打印藝術和雕塑在芝加哥的長期支持者，代表了藝術家Joshua Harker3D打印作品鏤空雕刻系列，還推出了2014年紐約3D打印展。甚至在服裝配飾品領域也涉及到，如鞋子包都可以進行3D打印，自3D打印技術出來，越來越多的鞋企認識到其中的便利和高科技性。3D打印技術正在幫助提升了設計和產品性能。但是，現在人們都打印到3D的結合，并在巴黎和紐約走秀活動，時尚已經不僅僅滿足于鞋，在2013年，3D印花連衣裙闖入人們的視線。

2010年，阿姆斯特丹時裝周首次發表在3D打印模式創建的“水晶”的主題時裝，從那時起，3D打印技術開始真正進入時裝設計界，思維的趨勢的一部分。2011年發布了全球第一款3D打印的比基尼，穿著尼龍網禮服打扮以“繆斯女神”之稱的蒂塔·萬提斯出席在曼哈頓，這身禮服的設計靈感來自著名的斐波那契數列，由Michael Schmidt和Francis Bitonti設計收藏的私人走秀活動。但3D打印服裝的設計可以改進，比如如何調整型的服裝版，以滿足身體曲線，如何做出緊致修身并設計一個靈活的電網應用等。Bitonti很久以前的3D打印技術與時尚相結合的思想。他利用塞萬提斯的大小，提供給設計一個三維模型，根據施密特的草圖，用最高端的設計軟件Maya中畫一幅畫，然后用犀牛軟件2633單獨環或線路連接，EOS P350激光從手工縫線部分拼接而成，“這件衣服，如果制作手工，昂貴的。”他說。但是，現在手工制作在時裝設計界應需求非常大。3D打印技術對服裝的市場潛力，這是一個工藝和時尚的設計的需求將結合的機會，一旦我們制造的機器，以滿足服裝生產的要求有很大的影響，人們只需要站在房間的3D掃描，一件衣服制作，而3D打印的時代已經到來。

3D打印服裝目前是最廣闊的一個市場，包括配飾配件。可以根據個人的喜好風格進行自我設計，甚至不用等到未來，現在就可以實現。3D打印對時尚界的影響，不僅在過去難以解釋織物的三維形狀得到實踐。更重要的是，在制作3D打印3D掃描使用時，尼龍材料是“適合”削減了新的定義，完全服帖的身型是可以定制的。“剪裁合體”傳統的方式出現，也許使更多的一些時裝秀將通過計算機繪圖來代替。

3D打印技術制造，可顯著降低生產成本，提高使用的原材料和能源效率，減少對環境的影響，讓消費者也可以針對根據自己的需要，既不是紙也不是我們需要用墨，而是通過電子制圖，遠程數據傳輸，激光掃描，材料熔化等一系列技術的，具體的熔化金屬粉末或者記憶材料，并按照說明電子模型圖層重新走到一起，并最終使電子模型轉化成實物。它的優點是顯著節省工業樣品生產時間，并能“打印”樣式復雜的產品。因此，不少專家認為，這種技術代表制造業的新趨勢。不同于或形狀制作的文章刀模傳統的3D打印機制造機器。從物理上看由層形成的散裝固體材料，擴大數碼概念的范圍。對于要求具有精確的內部凹陷或互鎖部分的形狀設計，3D打印機是首選的加工設備，它可以將這樣的設計在實體世界中實現。下面是來自各個行業、具有不同背景和專業技術水平的人用類似的方式描述，3D打印幫助他們減少主要成本、時間和復雜性障礙。3D打印技術的主要優勢有：制造復雜的項目物品，而不增加成本，產品多樣化，而不增加成本，沒有裝配，零時間遞送，無限的設計空間，零技能制造，不需要大的空間，便攜制造，副產品廢棄物少，無限組合的材料，精確復制減少廢物等主要優點。

然而，由于服裝產品的形式以及原材料，相比于其他產品其在使用上具有非常不同的要求，具有行業的一個非常鮮明的特點，所以在3D打印技術有不同的要求。

首先，在基于3D新型打印服裝的原材料來說，存在的局限性和弊端。這種相對來說比較傳統工藝路線不適用于3D打印，區別于原有的服裝面料例如天然纖維和化纖纖維，3D打印的原材料是當下研制的新型化學纖維新材料，如天然纖維和合成纖維的原料3D打印是新昊化纖新材料的發展現狀，既為3D打印耗材成型要求解散，可以調動合適的顏色，而且還滿足相關標準的紡織品，適合人體穿著。目前針對3D打印材料的局限性，還有待于新型的柔性打印材料的研發，使得服裝領域未來發展前景的一個橋梁。

其次，可能均勻地噴灑薄的材料，和更大的區域。更要加強印刷裝置的質量和設備本身的操作效率，因此，相對穩定的特殊的設備是必要的。更要加強打印設備的運作效率和設備本身的質量，因此專用而相對穩定的設備是必要的。要打印的服裝達到穿著需求，而且打印產品后整理技術，必要的連接技術的研究。所以設計的服裝結構要與打印的新型材料有機的結合起來，目的是為了更好的方便人體穿著以及活動。

最后，必須有一系列配套技術，如三維人體測量，RTT面料掃描儀，并支持結構板服裝CAD軟件，Viday三維裝配系統，3DMAX建模軟件，CAPP，相關的服裝數據庫等，形成一系列循環制作過程，這樣3D打印才能實現生活化、科技化、智能化。

總之，3D打印服裝可以實現的突破口關鍵在于技術，即這些技術實現的程度。為了達到實用目的，你可以使用的研究，找準突破口和研究方向，開發和使用新材料，化纖等問題相結合，以克服材料的局限性，如果需要的話政府應該給予特別的支持。發展特種設備的打印機制造商，結合服裝技術專家和設計專家，并帶動相關產業的發展。

【參考文獻】

[1]楊振賢.3D打印服裝[J].設計，2012.

[2]李紅兵.3D打印技術的發展現狀及前景分析[J].安徽科技，2013.

[3]龍航.國外先進3D打印技術案例參考[J].杭州科技，2013.