3D打印技術在內衣設計中的應用研究

孫 紅，王 軍

(大連工業大學，遼寧 大連 116034)

隨著女性消費能力的提升，兼具創新個性設計、美體保健以及高新技術的內衣愈加受到市場的青睞。3D打印有著傳統工藝、面料無法比擬的優勢，目前雖然還不能完全代替傳統制造業，但其在內衣個性化定制方面，市場潛力巨大[1]。

1 3D打印技術概述

3D打印技術也稱為快速成型技術，是由數字模型直接驅動，通過連續分層制造，逐層堆積疊加材料來生成三維實體的技術。利用3D打印技術可將虛擬的、數字化的物品快速實物化，尤其是結構精細、形狀復雜的物體。自1984年3D 打印技術發明以來，其已在多個行業得到了應用發展，如汽車、航空、制造、醫療和珠寶行業[2,3]等。3D打印可以用于預生產(快速成型)到全面生產(快速制造)，它提供了一種快速而直接的生產原型的方法，允許公式化的產品快速迭代以實現最優解[4]。據行業報告分析統計，2013年3D打印市場為23億美元，預計到2021年可達108億美元，市場潛力巨大。

2 3D打印在內衣設計中的應用

2.1 3D打印在內衣功能結構設計中的應用

市場調查顯示，大碼文胸一直是市場消費熱點，尤其是歐美國家以及我國的山東、內蒙古等地區。大碼文胸普遍存在負重太大，肩部受力過重等問題，長期穿著易產生肩背部疾病。針對此問題，設計師Laura West和Sophia Berman從結構設計上對大碼胸罩進行了改進，采用3D打印的塑料嵌入結構取代傳統鋼圈，見圖1。相對于傳統鋼圈，這種結構既能減輕對女性肩膀和背部的負擔，還能避免壓迫乳房部位血管或鋼圈穿過織物對身體造成傷害的問題。

圖1 3D打印塑料嵌入結構

目前內衣基本是按產品標準規定的標準尺碼設計而成，而每位女性的胸部都略有差異，標準化下的生產模式忽略了穿戴者的個性化需求。基于此，荷蘭設計師Lidewij Van Twillert利用3D打印技術，針對不同的女性胸部，設計了從不同維度匹配女性乳房規格的文胸，起到了很好的塑型效果，見圖2。

圖2 3D打印Mesh Lingerie文胸

Wolford作為一家設計和開發3D打印文胸、內褲和塑形內衣的服裝公司，研發了一款在面料上采用植絨硅膠印花工藝，并在織物層間使用3D打印技術的文胸，見圖3。植絨硅膠條彌補了布線的不足并起到了彈性伸縮的功能，兩層棉制輪廓材料使文胸更為舒適，手感更加細膩。

圖3 Wolford 3D打印胸罩

在內衣面料上直接3D打印材料，或將3D打印結構粘附于面料上，可使得功能性紡織品的形式更加多樣化，也為功能性紡織品的發展提供了更多可能性[5]。

2.2 3D打印在內衣造型設計中的應用

3D打印技術可突破傳統服裝生產過程中工藝和織物結構的限制，可直接打印復雜的形狀和結構，使服裝造型更加豐富[6]。

Chromat時裝設計室制作的3D打印緊身胸衣在SS15紐約時裝周上引起了觀眾的關注。設計師利用新的增材制造技術，開發出傳統材料和構造方法難以實現的復雜形狀，這些胸衣主要采用ABS材料，通過3D打印制成，見圖4。

圖4 Chromat 3D打印緊身胸衣

Sponge Suit比基尼泳裝是Eray Carbajo建筑設計公司與UC Riverside電氣工程教授Mihri Ozkan合作設計的。穿戴者在海洋中游動時，巧妙的設計使其兼具吸附清理污染物的功能。網狀白色外殼表面由3D打印彈力塑料制成，其既有身體所需的柔韌性，還有足夠的強度封裝功能填充材料，見圖5。

圖5 3D打印環保泳衣

2.3 3D打印內衣的材料

與其他產業相比，3D 打印目前可以使用的材料十分有限，主要有尼龍、聚乳酸(PLA)、硅膠等。

2.3.1尼龍材料

N12比基尼由Continuum Fashion設計，是第一款完全3D打印的成衣，見圖6。比基尼的命名來自于這件泳衣的打印材料—尼龍12(Nylon 12)。設計師運用“選擇性激光燒結技術”[7]，將材料設計成不同尺寸的環狀或者片狀結構，由彈簧連接在一起。圓環的布局是通過定制的代碼來實現的，這些代碼根據曲面的曲率來布置圓圈。尼龍3D打印材料的成本比較昂貴，但其具有較好的穩定性和柔韌性，在打印中過程中不易折斷且具有良好的舒適感[8]。

圖6 N12比基尼泳衣

2.3.2聚乳酸(PLA)材料

設計師Samuele與Rosanna合作設計完成了“coral” 3D打印系列比基尼，該系列作品由聚乳酸(PLA)材料制作而成[9]。PLA是從玉米等可再生資源中提取，具有耐磨、舒適、環保、可自然降解等特點。

2.3.3硅膠材料

硅膠具有良好彈性、穩定性以及生物相容性等。諾丁漢特倫特大學的Jess Haughton用3D打印技術設計了一系列內衣作品，其采用高彈力硅膠材料，將硅膠花卉圖案直接打印到網布上，創造了一種全新的蕾絲制作方式，打造出一種凸顯圖案的立體浮雕效果[10]，該材料強力高、柔軟、舒適，還可避免出現內衣勒痕的尷尬。

慕尼黑材料制造商WackerChemie一直致力于推廣硅膠3D打印技術，其非接觸式技術支撐硅膠在打印完成后可以用水溶解。3D硅膠打印是3D打印未來的主要發展趨勢之一。

3 結語

3D打印技術已突破了傳統的設計生產模式，能夠實現常規內衣生產工藝無法完成的設計，極大拓展了內衣設計方式。盡管受到材料的限制，3D打印內衣服用性能與傳統產品還有一定差距，色彩也遠不如傳統面料豐富，實際應用也較少，但隨著科技的持續發展及打印材料的創新，3D打印技術或將給整個內衣行業及紡織制造業帶來顛覆性變革。