3D打印技術(shù)在服裝面料設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

衛(wèi)保衛(wèi) 程揚(yáng) 濮琳姿 常熟理工學(xué)院

3D打印技術(shù)在服裝面料設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

衛(wèi)保衛(wèi) 程揚(yáng) 濮琳姿 常熟理工學(xué)院

隨著3D打印技術(shù)的日趨成熟，服裝制造與3D打印技術(shù)的融合形成了新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，在3D打印設(shè)備日益更新、打印服裝材料層出不窮的背景下，該技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了3D打印服裝產(chǎn)業(yè)體系的多元化發(fā)展，3D打印成衣面料的研發(fā)拓寬了3D打印的設(shè)計(jì)技術(shù)。

3D打印技術(shù) 服裝 面料設(shè)計(jì)

1 背景簡(jiǎn)介

3D打印技術(shù)最先出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代，由美國(guó)麻省理工學(xué)院于1993年開(kāi)發(fā)。20世紀(jì)90年代，國(guó)內(nèi)多所高校陸續(xù)展開(kāi)了對(duì)3D打印技術(shù)的自主研發(fā)，但由于國(guó)內(nèi)的科研團(tuán)隊(duì)規(guī)模還比較小，以及科研設(shè)備相對(duì)落后，通過(guò)對(duì)比，國(guó)內(nèi)的3D打印技術(shù)與國(guó)外的研發(fā)還存在較大的差距，尤其是在服裝面料方面，受材料的限制，可用于3D打印服裝面料的增材還十分有限。縱觀國(guó)內(nèi)外對(duì)3D打印技術(shù)的研究，相關(guān)的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)數(shù)量也較少，針對(duì)3D服裝打印應(yīng)用技術(shù)的研究就更少了。但是，有專(zhuān)家指出，中國(guó)作為世界最大的工業(yè)制造國(guó)家，預(yù)計(jì)將成為全球最大的增材制造大國(guó)。這為3D打印服裝面料的研發(fā)和應(yīng)用提供了更多機(jī)會(huì)。

服裝制造產(chǎn)業(yè)新形勢(shì)下，產(chǎn)業(yè)鏈條在經(jīng)濟(jì)全球化背景的催生下發(fā)展迅猛，而服裝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)卻沒(méi)有跟上行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的新形勢(shì)。因此,改革創(chuàng)新則成為了關(guān)鍵，即通過(guò)引入高新科技拓寬服裝設(shè)計(jì)思路成為解決該問(wèn)題的首選途徑。此時(shí)，具有諸多優(yōu)勢(shì)的3D打印技術(shù)很快吸引了國(guó)際上科技與時(shí)尚領(lǐng)域人們的關(guān)注。國(guó)外諸多品牌也已經(jīng)成熟的舉辦了多次3D打印服裝秀，從荷蘭服裝設(shè)計(jì)師伊里斯·凡·赫本(Iris van Herpen)在2010首次設(shè)計(jì)出的炫彩3D打印時(shí)裝展，到各大科技設(shè)計(jì)公司生產(chǎn)出的3D打印服飾，從外觀來(lái)看，都十分的精致美麗、震撼人心。雖然相對(duì)傳統(tǒng)服裝秀還較少，但是足以證明3D打印技術(shù)在服裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用會(huì)更加廣泛。但是，縱觀國(guó)內(nèi)有關(guān)3D打印服裝面料的研究還非常少,同時(shí),企業(yè)和相關(guān)部門(mén)也沒(méi)有足夠的重視,因此,3D打印服裝及其面料的研發(fā)還有待進(jìn)一步提高。

2 3D打印技術(shù)在服裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r

2.1 3D打印技術(shù)促進(jìn)服裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

3D打印服裝同傳統(tǒng)服裝設(shè)計(jì)相比具有較多的優(yōu)勢(shì)，比如：常見(jiàn)的服裝面料無(wú)法實(shí)現(xiàn)在虛擬人體模型上的服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；在細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)上，3D打印技術(shù)更是完勝傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式。隨著3D打印技術(shù)日臻完善、3D打印材料越來(lái)越豐富，性能也會(huì)更加人性化、舒適化，從而應(yīng)對(duì)不同消費(fèi)者的服裝需求。同時(shí)，在3D服裝產(chǎn)業(yè)中，傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈條也發(fā)生了很大的變化，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境成為消費(fèi)者與設(shè)計(jì)師進(jìn)一步溝通的平臺(tái)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)銷(xiāo)售實(shí)現(xiàn)電子化、自由化、個(gè)性化的設(shè)計(jì)制作服務(wù)。

此外，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)電子化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的3D打印服裝，通過(guò)服裝的回收體系，循環(huán)利用和減少服裝的成本。從而進(jìn)一步推進(jìn)服裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2.2 3D打印技術(shù)促進(jìn)服裝面料的革新

在傳統(tǒng)面料生產(chǎn)中，化纖產(chǎn)品、毛、絲綢、棉麻是其制作的主要材料，針織、梭織以及混紡等則是制作面料實(shí)現(xiàn)的途徑，色彩的渲染以及印花的制作則是在后期通過(guò)對(duì)應(yīng)的工藝工廠來(lái)大批量的完成。通過(guò)不同紡織材料的混合使用、不同材料結(jié)構(gòu)的搭配使用以及不同粗細(xì)結(jié)構(gòu)紗線的組合交織，最終實(shí)現(xiàn)了服裝面料的多樣變化。而3D打印服裝面料則是根據(jù)消費(fèi)者的需求，快速便捷的制作出個(gè)性化服裝面料小樣或者成品，其個(gè)性化特征同時(shí)也體現(xiàn)在材料的選擇上。還有以往的服裝設(shè)計(jì)實(shí)踐中，設(shè)計(jì)師與消費(fèi)者都是決定服裝面料的主體，而服裝面料選擇的范圍僅僅局限在企業(yè)的倉(cāng)庫(kù)中，需要到紡織廠自行采購(gòu)的機(jī)會(huì)很少。而3D打印技術(shù)卻完全不同，打印材料的特殊性決定了設(shè)計(jì)過(guò)程的特殊化，因?yàn)橛糜?D打印的服裝面料以粉末與液態(tài)材料為主，在通過(guò)三維層層堆疊的制作方式后，完成服裝制作產(chǎn)品。

現(xiàn)在，3D打印服裝面料的種類(lèi)不多，常見(jiàn)的有滌綸長(zhǎng)絲以及尼龍粉末等，因?yàn)檫@些材料從成分構(gòu)成來(lái)看具有良好的紡織纖維特征，用來(lái)打印衣服會(huì)具有更好的舒適性，同時(shí)，除了較昂貴的柔性材料之外，大多數(shù)材料制作出的服裝舒適性較差，還存在著一定的缺陷。所以，從材料的組成結(jié)構(gòu)來(lái)看，設(shè)計(jì)師需要通過(guò)對(duì)3D的空間塑造梭織材料的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成具有觀賞性與舒適性的服裝面料配件，進(jìn)而促進(jìn)服裝面料的革新。

3 3D打印技術(shù)和服裝面料設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1 3D打印服裝面料的方法

第一款3D纖維打印機(jī)“Electroloom”是在2015年5月15日出現(xiàn)的，在Kickstarter眾籌平臺(tái)展示。Electroloom的設(shè)計(jì)可謂獨(dú)特新穎，通過(guò)與電鍍金屬的類(lèi)似機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)3D打印織物。而消費(fèi)者可以在互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)服裝設(shè)計(jì)軟件，定制屬于自己的服裝模型。服裝模版安置在機(jī)器中，在3D打印機(jī)內(nèi)部電場(chǎng)作用力的引導(dǎo)下，噴口噴射出的液態(tài)服裝面料被吸引到模版上，最終在模版外表形成一層外膜包裹。液體面料在模版表面會(huì)相互融合、交織，最終實(shí)現(xiàn)衣服制品。從這個(gè)打印過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)其運(yùn)作機(jī)制與電鍍金屬類(lèi)似，直白的說(shuō)就是給一個(gè)人體模型噴漆，而噴射的服裝材料在固化之后會(huì)變成柔軟的服裝。所以縫、剪、裁等傳統(tǒng)的制衣步驟在3D打印服裝過(guò)程中是完全不需要的，服裝是一次成型，不需要后期加工。

現(xiàn)在3D打印服裝技術(shù)使用的面料主要是聚酯纖維混棉，而丙烯酸纖維與絲綢等服裝材料也在開(kāi)發(fā)的進(jìn)程中。從服裝面料的層面來(lái)說(shuō)，當(dāng)代主流的3D打印方式是要求模塊化與結(jié)構(gòu)化樹(shù)脂類(lèi)材料，如此搭配組合才能實(shí)現(xiàn)服裝打印成品的高質(zhì)量，提升消費(fèi)者最終的穿著體驗(yàn)。而如果仿照紗線的紡織流程進(jìn)行3D打印會(huì)增加服裝的生產(chǎn)成本，最終成本效果也與紡織面料有很大區(qū)別。所以，打破傳統(tǒng)的紡織流程、深入探究3D打印面料的理論、拓展3D打印服裝面料的前景可以促進(jìn)服裝產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步增長(zhǎng)。

3.2 3D打印服裝面料的應(yīng)用

在3D打印服裝領(lǐng)域中，引進(jìn)生物材料可以打破以往面料在舒適性與外觀上的局限，生物材料因其舒適性、可修復(fù)性、記憶性以及生物活性等特征可以大大拓展3D打印面料范圍。而從人們的穿衣觀念來(lái)看，隨著大眾經(jīng)濟(jì)能力的提高，衣服不僅僅是起到遮體、御寒的功能，更是被賦予了時(shí)尚、個(gè)性化的色彩，而具有定制特色的3D打印服裝面料與設(shè)計(jì)滿(mǎn)足了廣大消費(fèi)者對(duì)著裝的需求。

同時(shí)，雖然通過(guò)具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以增加3D打印面料的舒適性，無(wú)論是硬度還是柔韌度都可以發(fā)生較大變化。但是，3D打印服裝面料的舒適性上還有一定的局限性，材料的限制導(dǎo)致3D打印制衣主要應(yīng)用的范圍還是集中在時(shí)裝展覽、企業(yè)宣傳等領(lǐng)域。由于打印材料存在著成本高、彈性差以及舒適性低的缺點(diǎn)而增加了服裝的制作成本，材料的局限性成為3D打印服裝產(chǎn)品飛速發(fā)展道路上的一大障礙。所以，現(xiàn)在3D打印制衣著重點(diǎn)集中在服裝組成部分可以被彈性低、舒適性差的打印面料所取代的地方，比如衣服的裙擺、門(mén)襟、袖口等位置，即使這部位的服裝面料被3D打印面料取代也不會(huì)對(duì)消費(fèi)者的穿衣體驗(yàn)造成較大影響。。

此外，3D打印面料還主要應(yīng)用在服裝的輔料上，輔料也是服裝重要的組成部分，而輔料對(duì)人體的穿衣體驗(yàn)影響較小，因此可以作為3D打印面料的主要應(yīng)用領(lǐng)域。還有對(duì)材質(zhì)硬度要求較高的服飾品市場(chǎng)上，3D打印技術(shù)的運(yùn)用也已經(jīng)相對(duì)成熟，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，我國(guó)各大網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上就有大量的3D打印服飾品供消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)穿戴。

4 總結(jié)

服裝面料的設(shè)計(jì)是極具潛力的，其發(fā)展也是日新月異，設(shè)計(jì)的競(jìng)爭(zhēng)逐漸聚焦在創(chuàng)新思維上，而技術(shù)是一切進(jìn)步的動(dòng)力源，良好的競(jìng)爭(zhēng)也可以催生技術(shù)的創(chuàng)新，并為行業(yè)發(fā)展所用。作為高新技術(shù)的代表，3D打印技術(shù)通過(guò)虛擬化的數(shù)字模型將競(jìng)爭(zhēng)激烈的服裝制造業(yè)引入全新的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，相信在不久的將來(lái)，3D打印技術(shù)會(huì)3D打印技術(shù)會(huì)擁有一套更加完善的制造體系，像電腦一樣走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，而服裝面料設(shè)計(jì)也會(huì)借助技術(shù)的進(jìn)步而實(shí)現(xiàn)不斷的革新，為消費(fèi)者帶來(lái)全新的服裝穿著體驗(yàn)。

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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）重點(diǎn)資助課題（團(tuán)隊(duì)）,項(xiàng)目編號(hào):TD1724；江蘇社科應(yīng)用精品工程“聚力科技創(chuàng)新促進(jìn)江蘇傳統(tǒng)服裝產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)--以3D打印技術(shù)為例”（項(xiàng)目編號(hào)：17SYC-116）。

衛(wèi)保衛(wèi)（1981-07-09）男，常熟理工學(xué)院，講師，研究方向?yàn)榉b設(shè)計(jì)與品牌策略。