3D打印技術在服飾設計中的應用

楊予 李正

摘要：3D打印即快速成型技術，其特點在于能夠將傳統工藝無法實現的造型結構通過立體打印技術一次成型，不僅減少了制作的時間，更能讓設計師們的無限創意得以實現。隨著經濟的的發展與科技的進步，各個領域與3D打印技術的結合逐漸成為一種趨勢，也包括服飾設計領域。本文從3D打印技術的概述、3D打印技術在服飾設計領域中的應用，以及3D打印服裝的優勢、發展和局限幾個方面來解讀3D打印技術與服飾設計的關系，展望未來行業的發展。

關鍵詞：3D打印技術;服飾設計;創新應用

在工業文明的發展史上，如何革新技術是一個相當重要的課題。在服飾設計領域中，為了鼓勵技術的創新和應用，必須大力推動科技的發展，增強各類創新意識，展開各項培訓，使服裝設計師的思維靈感更加多元化，缺一不可。那么對于服裝行業來講，如何改變傳統的服裝模式，如何利用新的技術來推動服裝設計的發展，這些都是值得我們探索的問題。

3D打印技術就是在這樣的背景下應運而生的新技術之一，它與服飾設計的結合或將帶來整個服飾設計與制造行業的巨大變革。

一、3D打印技術的概述

（一）3D打印技術的基本概念

3D打印技術的最早起源可以追溯到19世紀中期，當時這種前沿的技術流行于歐美國家，主要應用在專業化的工業設計與生產方面。由于它的技術特性，也被稱為“快速成型”技術。直到20世紀90年代中期，人們對“快速成型”技術的認知度逐漸提升，才被定義為3D打印技術。

1、3D打印技術的概念

3D打印也被稱為立體打印或三維打印，是增材制造技術中的一種。它通過電腦三維軟件來構建數字模型，結合相適應的可粘合材料，如粉末狀金屬或塑料等，以逐層打印的方式來實現物體的構造。從制造工藝的角度來看，它與傳統的對原材料進行切削剝離的“減材制造”方法截然相反。

2、3D打印技術的過程與方法

3D打印的過程主要有以下幾個步驟：首先在電腦藍圖的基礎上，通過建模三維軟件對數字模型進行設計;接著將數字模型傳回3D打印機器中，根據模型的標準和要求設置相應的材料、速度等參數;最后打印出所需的物品實體。

在服飾設計領域中，由于各類服裝的需求不同，3D打印方法可以劃分為多種不同的技術，經常用到的打印方法主要有兩種：SLS法和FDM法。SLS法是指激光粉末燒結工藝，它適合設計復雜、自由度較大的產品，成品表面不容易產生基層紋理，但是，為了不浪費粉末，這種方法所選用的設備體積一般較大，設備成本較高，同時對設備操作人員的熟練度有一定的要求。FDM法是指熔融沉積制造工藝，采用的材料一般是絲狀熱塑性材料，如蠟、ABS、尼龍等，成型效率高，維護成本低。

（二）3D打印技術的應用領域

從20世紀90年代美國誕生第一臺商業化的3D打印機開始，3D打印技術迅速發展，短短的30多年，就已經被廣泛地應用于各行各業。最先應用這項技術的是工業制造領域中的航天航空專業，其次是生物技術領域中的醫療行業以及文化創意領域。

在各類行業領域中，服飾設計與3D打印技術結合的時間較晚，但其發展速度卻很快。通過3D打印服裝技術，人們對服裝的審美性、環保性和對服飾的個性化要求都可以得到實現。

（三）3D打印材料

3D打印技術使用的材料有許多種，大致上可以分為四類：陶瓷材料、金屬材料、復合材料和聚合物材料。其中，聚合物材料和服裝設計的關系最為密切，比如有代表性的EP、AB、PLA等。EP指的是彈性材料，用該種材料打印出來的產品可以任意變化形狀，可塑性較強，因此多用于服飾設計;ABS是一種在工業領域廣泛應用的熱塑性材料，具有強度高、韌性好、抗高溫的特點，易于加工成型;PLA俗稱聚乳酸，是一種新型的可再生生物材料，不會造成環境污染。3D打印的材料是今后材料發展的必然趨勢，它不同于傳統材料，一般在使用后都可以回收再利用，相比之下更加環保。

3D打印服裝易于受到打印材料與技術的影響，或注重視覺效果，或注重穿著舒適度，在統一兩者時有一定難度。但合理利用以上材料和打印工藝可以使設計出來的服裝同時具有視覺性和實穿性。

二、3D打印技術在服飾設計中的應用

2010年，荷蘭時裝設計師Iris?Van?Herpen以光敏樹脂為材料，采用光固化3D打印技術設計了一系列禮服，并在阿姆斯特丹時裝周上進行了發布，引起了轟動，3D打印由此正式進入時尚界，開啟了與服裝結合的設計潮流，也因此，該設計師被譽為3D打印服裝技術的先驅者和創新者。

2013年，時裝設計師Micheal?Schmidt和建筑設計師Francis?Bitont以?尼龍粉末為原材料，推出了世界上首款全鉸鏈式3D打印黑色晚禮服。它被稱為“未來主義的黑禮服”，其構造相當復雜，共有17個獨立構件拼接而成，包含近3000個獨特的鉸鏈接頭。

2014年，一家名為“神經系統”的設計工作室制作出一款能像真正的織物一樣自由搖擺的3D打印裙子。該技術使用了一款名為Kinematics的定制軟件，將最新的3D技術與折紙工藝結合起來，最大限度地使打印出來的裙子質地接近普通布料，穿著貼身而有形。這是3D打印服裝的一大突破，通過結構的變化達到一定程度的服裝可穿性。

2015年，Chanel首席設計師“老佛爺”也將?3D?打印技術運用到服裝中，并登上時裝周舞臺。這標志著3D打印技術不再僅僅被高級定制的工作室關注，同時也吸引了世界著名企業的設計師的加入。

2017年，阿迪達斯與Carbon公司合作，利用公司領先的液態3D打印技術，僅用20分鐘左右即可打印一只鞋底，由此對Futurecraft?4D 運動鞋進行批量生產，實現個人定制運動鞋的限量生產。

2019年，Stratasys的3D打印系列在紐約時裝周亮相，通過添加聚合物的方式，展示了直接在面料上進行3D打印的新穎技術。

在我國，3D打印服裝在技術水平、技術標準及生產方面雖然仍落后于發達國家，但近幾年，隨著國內市場的發展和研發的投入，相關范疇的組織和院校都開始全力以赴地研究3D?打印技術及其應用。比如在2014年的青島時裝周上，發布了兩款3D打印時裝，就引起了人們的高度關注。

三、3D打印服裝技術的創新與優勢

3D打印技術相比傳統的服飾設計生產技術有顯著的優勢，它與服飾的結合，將會為服飾設計行業帶來一系列的革新。

從設計的角度來看，3D打印服飾通過準確建模與精細加工，可以滿足設計師對產品的復雜性要求，使其設計構思和理念得到完整呈現，有利于推動服飾設計行業的發展[1]。

從市場的角度來看，3D打印技術可以借助三維掃描準確地獲取人體模型參數再進行產品設計，從而最大限度的確保服裝符合人體特征，以滿足目前市場對于服裝個性化、定制化生產的需求。

從生產的角度來看，將3D打印技術應用于服裝生產線，能縮短產品研發周期、節省原材料、提高生產效率，降低生產成本[2]。

從產業的角度來看，3D打印技術能在一定程度上改變制造業的生產方式，大力促進服裝制造產業的轉型升級。

四、3D打印服裝技術的局限性與發展性

服裝制造業對3D打印技術有著極高的期望。很多人希望這項技術在服裝領域的運用能夠像在工業制造領域一樣結出碩果，希望能借助它實現服裝的快速生產模式和個性化定制。但就目前的3D打印技術來說，距離這個目標還有很長的一段路要走。

（一）局限性

1.成本方面。雖然3D打印理論上已經可以完成任何大小和質感的服裝，但其高昂的成本讓這項技術很難全面地進入服裝市場。

2.技術方面。現有的服裝設計師一般都采用平面二維的設計方法，如果要和3D服裝技術相結合，就需要設計師能夠熟知相關的3D建模軟件即操作，并且和建模師有良好的溝通。從二維設計過渡到三維，其實現的時間差是3D打印服裝的又一局限。

3.推廣方面。3D打印是通過機器實現的技術，理論上可以應用于個人和家庭，但一般用戶無法實現自主建模，因在大眾使用方面具有局限性。

4.版權方面。3D打印技術中的掃描技術可以精確地掃描任何復雜的服裝并打印，這讓服裝設計版權很容易受到侵害，一定程度上增加了版權保護的難度。

（二）發展性

首先可以預想的是，3D打印服裝在價格上會逐漸被大眾所接受。隨著社會基礎硬件設施和軟件條件的發展，越來越多的社會力量會對3D服裝進行投資和生產，便可支撐起3D服裝產業商業鏈循環，成本自然會降低。再加上技術的愈發成熟和新型材料的研發應用，都可以有效地降低3D打印服裝的成本，使其應用更加廣泛。

其次，3D打印服裝技術的難度會借助其他技術而逐漸降低。比如香港理工大學研發的虛擬機器人模型，它可以通過計算機輸出各種參數數據的人體類型，在人體上進行虛擬試衣，從而節省3D服裝設計過程的時間與人力消耗，降低建模的技術難度。

再者，3D打印服裝的版權問題會越來越受到重視和保護。上文已提及3D打印服裝可能會侵害到服裝設計的版權問題，因此在普及3D打印服裝的同時，也要進行嚴格的監管，對于沒有購買使用權的3D服裝產品，機器打印程序將無法進行掃描和生產。

四、結語

3D打印對于人類社會的貢獻是有前瞻性的。在服裝設計領域，3D打印已經應用于服飾及配件的制作，如裙子、帽子、首飾等。雖然目前來說3D打印的材料和技術還沒有達到接近和超越現有服裝面料的程度，但它的出現已經給我們的觀念帶來了很大的啟發，尤其是增材設計的理念。因此我認為3D打印雖然不可以規范服裝設計的未來，但它可以給服裝設計帶來不一樣的未來。

參考文獻：

[1]常萍.3D打印技術在服裝設計中的應用[J].紡織報告，2019（1）：52-55.

[2]文俊，馬永超.3D打印技術在服飾表現中的設計運用分析[J].科研，2016（1）：130-131

作者簡介：楊予，女，漢族，江蘇蘇州人，蘇州大學藝術設計碩士研究生，研究方向：服裝設計。

通訊作者簡介：李正，蘇州大學藝術學院教授、博士生導師。