3D打印技術在現代服裝中的運用

巫朝港

摘 要：隨著計算機科學技術的發展，3D打印技術已經攻克了諸多技術難關。目前已經應用到工業生產中，3D打印機的使用推動了生產模式的轉換與技術的革新。其在服裝領域的運用，拓展服裝設計師的思維，縮短產品成型的周期，節約生產成本，提高資源的利用率。其在服裝行業的運用，使得服裝設計擺脫了對傳統工藝的依賴。并且依靠科學技術使服裝從設計到生產完成了華麗的轉型，3D打印技術的提升給服裝行業帶來了新的發展機遇。

關鍵詞：3D打印技術；服裝快速成型

近年來，3D打印技術作為具有現代工業革命意義的快速成型技術，當前備受世界各國的廣泛關注，現階段社會上掀起一股3D打印技術競相研發的浪潮。3D打印技術以數字化、人工智能化及新型材料的使用為特點的制造模式，被譽為“第三次工業革命”的主要標志，它與信息技術、精密機械、材料科學、控制技術等多個科學范疇緊密相關。隨著3D打印技術難關的不斷攻克，三維打印必然成為推動社會發展的第一生產力。如今，這一技術已逐步成熟并在各個領域得到廣泛運用，人們以計算機以數字模型為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過電腦技術控制分層打印各個層面，然后逐層地將材料疊加起來生成一個完整的三維實體物。目前，3D打印技術主要應用于各種產品模型、航天航空、醫療器械、藝術設計、電子產品等不同領域，其生產的主要材料是塑料、樹脂、陶瓷、金屬、橡膠、細胞組織等可黏合性材料。

1 3D打印技術的發展現狀

3D打印技術最先出現于20世紀90年代，3D打印（3Dpirnters）也被稱為三維打印或立體打印，最早由美國麻省理工工學院于1993年開發。3D打印技術的基本原理是通過印刷層，一般用CAD軟件，CAD信息接收后，機器翻譯成三維空間信息三維打印機可以識別，然后分層，得到每層的二維信息。個別打印機原理不同，但基本原理是相同的，首先制成了第一層材料，燒結（或通過激光加熱。冷凝），再在第一材料層疊加材料的第二層，直到所有的材料層完成，一起放到三維樣品，這樣一個完整的產品就可以呈現出來。目前，3D打印關鍵技術主要掌握在美國、日本及歐洲的發達國家。3D打印技術在國外飛速發展，在全球的三維立體打印行業中，美國3D Systems和Stratasys公司的產品占據了大多數市場份額。與此同時，比利時的iMaterialise和荷蘭的Shapeways等公司都具有較強的技術實力，在業內有很強大的研發團隊。20世紀90年代，國內多所高校陸續展開了對3D打印技術的自主研發。主要有華中科大、清華大學、西安交大等高校團隊，其中，在現代成型學理論、分層實體制造、FDM工藝等領域清華大學取得了優異的創新成果；在快速制造業中心、影響大型復雜制件整體成型的關鍵技術方面華中科大亦成就非凡；而西交大也突破了多個技術難關，研發了三維打印噴頭、光固化成型系統材料，其成型精度達到0.2mm。由于國內的科研團隊規模還比較小，以及科研設備相對落后。通過對比，國內的3D打印技術與國外的研發還存在很長的路程，相差甚遠。當前，國產3D打印機要想運用到工業制造中，必須在打印精度、打印速度、打印尺寸和軟件開發等方面取得創新和改進，三維技術水平有待大幅度提高。國外有專家曾經預言，中國作為世界最大的工業制造國家，預計將成為全球最大的增材制造大國。那么，在服裝領域3D打印技術又能發揮怎樣的優勢呢？

2 3D打印技術的應用優勢

3D打印技術在服裝領域與傳統加工模式相比，具備以下優勢：

（1）提高衣服的質量。目前，市面上流通的成衣有一些制作比較粗糙，難免會有些瑕疵。這是由于傳統的制造模式可能存在缺陷。但是，通過計算機三維打印技術繪制三維模型，以STL文件格式發送到3D打印機，3D打印機識別薄層切片和完成文件輸出。這種制作模式就完全可以達到理想的效果，因為3D打印機的精度基本都可以控制在0.3mm以內，而傳統工藝的制造是難以達到的。

（2）縮短產品成型周期。快速成型打印技術減少了傳統工藝的制作模具和制作工序，可直接利用電腦結合服裝CAD和快速凝固激光材料等軟件技術的數字數據實現三維打印，從而得到實體物件，極大縮減了生產周期。而傳統制作模式需要服裝樣品，制作樣版、裁剪面料、縫合裁片，生產周期比較漫長。在快速消費的今天，時間就是金錢，同時可以根據市場需求自行調節生產需要，無需大量庫存。

（3）節約產品成本，節約能源。3D打印技術在生產成衣之前基本無需任何材料的消耗，同時可以使生產資料循環利用，如果生產出來的產品想要改進，可以就原材料（或舊材料）粉碎打印。同時可以單個產品打印，不像工廠需要大批量生產。有助于節省能源，減少浪費，能夠多次利用資源，簡化生產過程，提高了生產效益。

（4）個性化打印。3D打印技術消除了傳統的產品設計局限，利用電腦能夠實現傳統工藝得不到的線條，選擇不同的制造材料，定制客戶可以按照傳統制造業無能為力的產品成為可能，定制客戶可以按照自己的想法、個人喜好去設計自己的產品，而不是完全依賴生產商。

（5）3D可以量體裁衣。當前，很多在網上購物的人買回來后卻發現衣服不合身，退換貨等情況經常發生，然而利用3D技術便能讓人很好地將這些不愉快的問題解決。通過三維掃描儀，計算機仿真系統在服裝設計中，通過掃描型數據，計算機程序對人體進行精確調整的一萬多參數數據，從而實現仿真擬合，實現量身定制的愿望。

3D打印技術的使用打破了傳統的生產工藝的束縛，可以說是服裝設計與生產領域的一項革新。3D打印拓展了設計師的想象空間，能夠讓設計師在產品形態創意和功能創新方面揮灑自如，給服裝制造業帶來了空前的發展機遇。

3 3D打印技術在服裝中的運用

2011年3月，Iris van Herpen荷蘭設計師初次在巴黎高級定制時裝周上發布她的3D打印杰作，引起全世界時尚領域的共同關注和追捧，參賽作品獲得美國時代周刊年度50項最佳發明獎。Herpen自從運用了3D打印技術生產出了第一件服裝后，便告別了在縫紉機上制作服裝的傳統制作模式，她通過依靠3D打印技術來嘗試服裝的制作，將復雜的傳統服裝制作建立在虛擬的人體模型上，而后尋找專業的3D打印公司開始后期處理，打印機使用的大部分材料都是塑料、橡膠和金屬等可黏合性能比較強的制衣材料。“我第一次使用3D打印，它徹底改變了我的想法”，她非常激動地說：它釋放了所有的物理限制。突然間，每個復雜的服裝結構都變得十分簡單輕松，可以讓我創造出更多的形式，紋樣。相比之下，剪刀和縫紉機是無法完成這種復雜的流程，這種方式讓我可以創造更多的細節。

3D打印在服裝行業的運用，改變了以往布料難以詮釋的立體造型，給人們帶來了煥然一新的視覺沖擊。因為3D打印服裝在款式、紋樣、面料等方面跟過去的傳統模式所生產的服裝有了極大的區別。在款式上3D打印技術能夠更加豐富多樣，揮灑自如。例如，職業商旅型、民族風格型、運動輕松型、時尚悠閑型等不同風格的衣服都能夠打印出來。目前，已經有禮服、內衣、鞋子、裝飾物實現了生產并取得了成功。可以說一件衣服的紋樣是設計師賦予衣服的生命力。因此，紋樣的設計是服裝品牌成功的關鍵。傳統的手工制作并不能達到3D打印制作的那種精致美觀、惟妙惟肖的效果，利用3D打印技術可以實現點、線、面、體的多維空間的銜接，不同的弧（下轉第頁）（上接第頁）線，不同的角度，從而呈現不同尋常的圖案和視覺效果。可以說只要你能夠設計出來的紋樣都可以快速地打印成為實體物。3D打印有很多種制造材料，但是對材料狀態有著特殊要求，其狀態要處理成液體、熔融線狀或粉末狀，現在市場上主要是尼龍材料粉末狀居多。

4 結語

3D打印技術作為“第三次工業革命”的主要標志，不但可以快速地將三維模型直接生產成實體物，而且幫助生產商降低成本，減少資金的大量投入，縮短生產周期，同時也提高了服裝質量，滿足了節能環保的要求，極大提（下轉第頁）（上接第頁）高了生產效率。拓展了設計師的想象空間同時也實現了客戶自行設計的愿望。如今3D打印機已經成為服裝行業發展的新方向，未來將可能成為服裝制造的先進技術。在21世紀的服裝領域，隨著科學技術的不斷進步，3D打印技術將有可能走進家庭，實現自主生產模式，屆時人們不再是依賴設計師，而是通過網絡提取數字數據進行自己設計，自行生產。因此，3D打印技術還需要投入更多的時間和精力，亟需更多的科研團隊進行開發和創新。

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