3D打印在服裝領域中的運用

黃李勇， 胡雨霞

（湖北工業大學，武漢 430074 ）

3D打印在服裝領域中的運用

黃李勇， 胡雨霞

（湖北工業大學，武漢 430074 ）

文章主要論述了3D打印技術的特征，以及國內外服裝設計師對3D打印技術的運用、3D打印未來發展趨勢和我國在政策上對3D打印的支持。3D打印技術從發明到投入市場僅僅35年時間，雖然發展迅速卻還未能普及，特別是在服裝領域的運用還處于開發階段，隨著我國對3D打印技術的開發和研究逐步加深，3D打印必將在服裝以及其他生活領域遍地開花，惠及廣大民眾。

3D打?。环b；設計師；服裝業

一、3D打印技術概述

隨著科技的發展，3D打印技術在制造業中發揮著無可替代作用，并成為其生產線上重要的一環。相比傳統工藝它的局限性更小，更加注重個性化的需求及解決建模帶來的問題，使設計變得更簡便快捷。3D打印技術被廣泛運用于多個領域，在醫療、建筑、航天、模具等行業常常能看到他們的身影，并取得了輝煌的成績，只是這些在推動3D打印在民間普及的作用不是很大，3D打印技影響越來越大，將其用于日常生活物品制造中，幾乎成為了所有人的共識。3D技術在世界范圍的服裝領域都有很大的發展，勢頭越來越好。

（一）3D打印技術的特點

3D打印不僅具有易于成型，操作便捷的特點，更在于它能制作三維立體的物品。它將平面的二維設計稿變成真實的三維立體產品，通過電腦運用數字模型文件，將可黏合材料物粉末，層層疊加起來，經過數道后期工藝，立體的三維物體被制造出來。

（二）3D打印技術的發展史

1984年，3D技術初現雛形，將數字資源打印成三維立體模型的技術被美國人發明并利用，3D概念由此誕生。最初，采用熱溶解技術，將熱塑性材料積壓成型,例如:蠟、PC、尼龍、ABS等都是最先運用于3D打印實驗的材料。而后工藝演變為用激光將材料粉來烤結成形，金屬和陶瓷等材料首次被運用與此技術中。1993年，麻省理工大學教授把陶瓷、金屬等材料變成粉末狀，并用粘接劑粘黏成形。兩年后，約束溶劑被噴灑到可粘結的材料粉末床，Jim Bredt和Tim Anderson這一創造性行為，為3D打印機的制造提供了可靠依據。1996年，第一臺“3D打印機”在美國成功上市，14年后，第一臺用3D打印的轎車制作完成，2011后年3D技術在時代的推動下飛速發展，更小更輕便的機器被研發出來，能打印的東西也越來越多，無論工業零部件還是人體器官都能看到他的身影。

（三）3D打印技術的原理

3D打印技術看似復雜，實則簡單，其主要技術原理是分層和疊加，即通過逐層分割模型后又層層疊加材料來實現建造模型。首先，通過CAD、犀牛等繪圖軟件將設計稿中的二維作品轉化為虛擬的三維模型，然后輸入到3D打印機中，打印機隨即將建好的虛擬3D模型進行細密的分層處理，將其變成數層單獨的片狀物，當軟件完成對模型的所有分層步驟后，就進入了噴墨打印階段。打印過程并不復雜，大致分為兩個步驟，首先，粘性極強的膠水隨著打印機向指定的區域噴灑，緊接著，將松散的材料粉末均勻的噴灑在膠水層上，在膠水的粘黏下，材料粉末迅速成型，形成一片薄薄的材料。在這樣一層層材料疊加下，材料粉被慢慢黏結起來，變成最初的模型。最后對得到的初始模型進行固化、剝離處理，修正其不足之處，從而最終得到人們理想的造型。

圖1 設計師Iris Ven Herpen的3D系列作品

圖2 3D 打印的“葉子”系列飾品

（四）3D打印技術的對對服裝設計的影響

從一定角度上來說，3D技術運用于服裝領域內的設計是新時期提出的新的設計手段，對普通人來說，它是經過多年的設計經驗、設計創新而總結出的新內容。它由多種設計思想融匯而成，無論今后發展到何種地步都與傳統的設計思想和方法有著密不可分的關聯，并具有豐富的內涵與意義。

二、3D技術的在服裝設計中運用

（一）西方設計師對3D技術的運用

1.3 D打印技術在服裝設計中的運用

3D技術率先在國外的服裝設計師中運用。Iris Ven Herpen是目前世界上3D打印服裝最出名的服裝品牌之一，2007年由著名荷蘭新銳設計師創立。最為引人矚目的當屬“水花飛濺”的透明材質禮服，細膩復雜而立體的類似人體骨骼的服飾和“獠牙利齒”獸牙高跟鞋（圖1），這些充滿藝術情調的作品讓人驚喜連連又嘆為觀止。

2.3 D打印技術在配飾設計中的運用

荷蘭發達的3D打印技術常年吸引著大批3D 打印技術玩家。Kyttanen 是其中最著名的3D打印制造者之一，他最先將3D打印技術投入到日常消費產品制造中。

VANINA公司是黎巴嫩著名3D打印制造商，其2015年推出了由再生紙制造的珠寶系列，該系列名稱為“概念珠寶（Conceptual Jewellery）”。設計師將樹葉作為靈感來源，并從中提取了樹葉的天然形狀。他們先軟件制作出虛擬葉子的數字模型基礎，然后將膠粘劑和可再生紙等原材料放入機器，最終通過Mcor 3D打印機制作出來。（圖2）

（二）3D打印技術在國內的運用

1.3 D打印技術在服裝設計中的運用

國內的服裝設計師如今也能熟練地運用3D技術，在他們的設計中常常見到3D技術的身影，并將其設計作品推向世界。武漢紡織大學的黃李勇教師在2014年10月梅賽德斯奔馳中國國際時裝周上發布了個人服裝品牌（EXCHANGE YOUR MOOD）3D打印飾品（圖3），于2015年3月將3D打印的飾品在巴黎國際時裝周上展出，推出了3D打印的系列飾品，受到消費者及業界人士的高度關注。

2.3 D打印技術對科研影響

隨著我國3D技術的發展，3D打印技術對我國的影響也在逐步加深。2013年，南京成立了中國第一家以3D打印為主的研究院：中國3D打印研究院，這預示著更多的高科技3D作品將會打上中國制造的標簽；華中科技大學的META設計工作室也一直致力于設計，研發與制作更多新的3D產品；清華大學碩士于俊杰發表的課題，“3D打印技術在飾品設計中的美學探索”課題更是受到廣泛關注，相信中國未來會擁有越來越多的3D科研成果。

3.國家政策對3D打印技術的影響

在國家政策方面：2016年3月，北京召開了全國增材制造標準化技術委員會成立大會以及增材制造產業發展座談會，預示著已經將3D打印納入了國標。2016年5月下旬，在北京人民大會堂連續召開了中國科學院第十八次院士大會、全國科技創新大會和中國科學技術協會第九次全國代表大會、中國工程院第十三次院士大會。據內部消息透露，習主席特意在報告中提到了3D打印技術在國內的發展和前景，這雖然不是實質性的內容，我們也可以從中得到一種風向，3D打印快速發展的時代要就來臨了。

三、3D技術在國內外服裝市場中的運用

一種技術的價值，并不是單純看它能不能產生漂亮的產品，更重要的是看它能不能為社會帶來利潤，能不能造福廣大人民群眾。3D技術只有短短35年的歷史，卻發展迅速，廣泛的運用到社會的各個領域，在服裝領域的運用還沒有大面積展開，但是已經有一些公司開始嘗試把3D技術在服裝領域向用戶推廣，并且獲得豐厚利潤和社會的廣泛好評。

Janne Kyttanen創作了一系列免費而新潮的坡跟女鞋3D模型數碼文件。用戶們可以3D System旗下的3D打印網站網上下載文件，勾選需要的鞋碼數，挑選他們喜歡的款式，調制中意的顏色，只需要6-7小時的制作時間，就能擁有跟電腦里一模一樣的定制高跟鞋！（圖4）

圖3 黃李勇設計的3D作品

圖4 Janne Kyttanen和他設計的3D鞋子

四、3D技術的優勢和劣勢

（一）3D技術的優勢

3D打印技術一個很大的優勢就是直接將產品從計算機里搬出來，不需要其它的再加工，這就意味著可以將研發周期大大縮短，節約了大量生產成本。3D打印技術還有打印復雜結構、突破設計上限、產品一體化成型等優勢。

3D打印超強的可塑性使得它制造業中展現出巨大的優勢，傳統制造業無法解決的問題，3D技術都能輕松解決，尤其是處理一些有大量曲面的零部件。例如加工一些復雜的幾何體模型，使用傳統機器制作，除了花費時間更長，還需要昂貴的5軸以上的加工軸心去制作。而對于3D打印而言，這種部件制作難度非常小，就如制作一個簡易扳手那樣容易，并且制造的零件還有傳統零件無可比擬的優點：合理的強度和極輕的重量。針對這一優勢，我們不難看出，拓寬3D打印的范圍將是未來研發的重要趨勢。

（二）3D技術的劣勢

3D打印技術還具有超強的零件整合的功能。傳統制作過程中，由于技術的限制，往往需要將一個物品拆分成多個零碎的零件制作，尤其是那些內部構造特別雜亂的產品，比如液壓閥這類有溝道的零件，生產期耗時長，且對組裝要求十分嚴格。多個零碎的零件能通過3D打印技術整合為一個部件，縮短了組裝速度，工廠的生產效率被大大提高。近年來，液壓缸液壓閥整合一體的液壓元件被液壓缸氣閥生產商MOOG公司研發出來，并投入使用，3D打印技術的超強整合性隊無疑為制造業投下一顆重磅炸彈，影響深遠。

3D打印技術現階段急需要解決的是打印材料的單一化問題。目前比較常見五種工藝有：3D打印工藝熔融沉積制造技術（FDM）、疊層實體制造技術（LOM）、光固化成型技術（SLA）、三維印刷成型技術（3DP）、選擇性激光燒結技術（SLS）。而其中最常見的則是FDM，這種工藝的可適用的材料最多，尤其是PLA使用很多，現在要研究怎么優化工藝，用最精準的材料，打印出最優質的產品。3D打印技術的最大問題是可打印材料的局限性太大，但現在不僅可以用陶瓷來打印，用金屬也可以，最近新聞上說的最多的是金屬激光燒結3D打印技術。

五、小結

新銳設計師Janne Kyttanen對3D技術的未來發展有自己獨到的簡介，他說“未來，3D打印技術將隨處可見，成為日常生活的必須品，消費者們足不出戶就能生產出自己需要的產品。而市場也會被3D技術激發出更多的活力，而如何研發更優秀的設計模板供消費者使用則是未來設計師應該思考的問題?！?/p>

正如他所言，各種產品制作過程變得越來越高效、制作周期更短，社會節奏加快，而人們會越來越多的將眼光投入到設計本體，而作為現代設計師更應該開始思考如何利用現代的高科技，將創意思維變成現實，唯有不斷改變才能創作出更好的作品。

[1] 劉美辰.3D打印與首飾設計關系研究[J].中國地質大學學報, 2015（2）.

[2] 吳樹玉.3D打印首飾之藝術觀[J].寶石和寶石學，2015（9）.

[3] 李琳.3D打印技術在現代首飾設計中的應用[J].設計 ,2014.（9）.

[4] 郭雪松.中西服飾審美文化溯源與比較[D]. 蘇州：蘇州大學，2009.10.

[5] [日]山本耀司.做衣服[M].北京：化學工業出版社，2014.5.

The Use of 3D Printing in the Field of Clothing

HUANG Li-yong, HU Yu-xia
( Hubei University of Technology, wuhan 430074, China )

This article mainly discusses the characteristics of 3 d printing, as well as fashion designers at home and abroad for the use of 3 d printing, 3D printing the future development trend and our countryon the policy support for 3 d printing. 3D printing technology is a relatively new technology, especially in the field of clothing is still in the development stage,along with the development and research of 3 d printing technology gradually deepened, 3D printing will be in the clothing and other areas of life everywhere blossom, benefit the general public.

3D printing technology; clothing; designer; garment industry

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1008-2832（2017）10-0092-03

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