服裝設計專業教學融入3D打印技術課程設計研究

劉于溪，喬丹，楊欣，Jose D.Tuguinayo

（菲律賓凱迪雷拉大學，菲律賓碧瑤市 2600）

前言

3D 打印技術的快速發展，進一步推動了服裝設計創作形式的多樣化。在現階段服裝設計專業教學過程之中，傳統的教學課程內容已經不能滿足當下社會的發展需求。3D 打印技術課程的開發，有利于提高服裝設計專業教學的創新，使服裝設計專業學生的動手能力、思維眼界、設計方式等得到全方位提升，從而促進服裝設計教學質量的有效提高。因此，合理開發3D 打印技術課程教學內容，對于整個服裝設計專業的教學深度具有積極的意義。

1 概述界定

1.1 3D 打印技術

3D 打印技術是未來生產制造的技術趨勢，通過利用加熱材料來快速成型，3D 打印技術通常不局限于通過物理方式來生產，還可以結合機械方式、化學方式通過添加不同材質而形成最終的實體。3D 打印技術通常需要通過計算機來制作三維模型，再把模型輸送到3D 打印軟件中，通過參數設置、打印調節、選擇對應材料來進行3D 打印。3D 打印技術跟噴墨技術原理有些類似，主要是通過單層疊加的方式來形成最終實體，所以打印的時間跟打印的大小、精度密切相關，在醫療、建筑、機械服裝行業中[1]，已經被廣泛運用。

1.2 3D 打印技術與服裝設計的關系

伴隨著3D 打印技術的不斷成熟，材料的使用越來越豐富。從紙質材料、食品材料、化工材料再到纖維材料等等，3D 打印材料所涉及的領域在不斷擴充。而在服裝設計領域，3D 打印技術正在改變傳統服裝設計的生產方式，亦是未來時尚領域變革中不可忽視的力量。

3D 打印技術與服裝設計之間的關系十分緊密，主要體現在設計表現方式和制造生產方式的改變。設計表現方式上，現在利用3D 打印技術中的三維模型，可以模擬服裝成衣的最終效果，進行全方位展示，進一步縮短了設計生產周期，幫助設計師快速實現服裝成衣的最終效果，是創意設計的理想載體。在制造生產方式上，3D 打印技術制造工藝相對簡單，制造材料可以不斷回收循環，材料綠色環保。傳統的服裝制造過程中靜電劑、柔順劑、防腐劑的應用不僅會對日常環境生態會造成一定破壞，嚴重的還會危害到消費者的身體健康，相比起來，3D 打印的服裝更環保健康。

2 3D 打印技術在服裝設計教學中的應用

將3D 打印技術融合在服裝設計教學之中，可以強化服裝設計教學環節和進一步創新教學內容，使服裝設計教學中的形式變得更加生動、有趣，同時還可以豐富教學中的實踐內容。

傳統的服裝設計教學往往是先讓學生在測量臺進行數據設置，初步設計服飾的結構，結合課堂理論知識來了解服飾布料、面料的區分，畫設計草圖，根據草圖再進行立體裁剪練習，學會裁剪后根據流行樣式或主題設定進行服裝創意設計。

而3D 打印技術的融合，顛覆了傳統裁剪的方法，豐富的表現形式，改變了以往的構思和立體造型意識。同時，由于要運用到三維數字化及仿生學知識，學生需對交叉學科有深入研究的意識，可以進一步增強學生的學習自主性。

3D 打印技術在服裝教學中的應用，除了可以將傳統裁剪方法顛覆之外，還可以對服裝設計中的色彩運用、結構設計、材料肌理設計、服飾配件設計等內容來進行教學融合應用，如圖1 所示，用3D 打印技術制作的服飾配件，通過3D 打印可以獲得傳統服裝設計方法中所不能實現的造型、結構和設計細節[2]。

3 3D 打印技術課程在服裝設計專業中的主要教學內容

3.1 材料認識與選取

3D 打印技術課程在服裝設計專業中的教學內容，最重要的部分是對3D 打印材料的選取和認識學習，通過對材料的認識、應用、制作來讓服裝設計專業學生感受到服裝材料的多樣性。

首先，要認識到3D 材料中的絲熱塑材料，利于FDM 熔融沉積成型技術將絲熱塑材料進行融化沉積，以循環方式來獲得最終的服裝結構造型，其優點是可以讓學生反復練習、操作，且在操作過程中安全、環保，缺點是制造效果精度較低，不利于學生對細節的處理和表現。

其次，要學會運用粉末材料在3D 打印中進行服裝配飾設計，粉末材料作為3D 打印技術中經常會運用到的材料，在服裝配飾、服裝邊飾設計中經常運用，利于SLS 選擇性激光燒結技術來進行燒結，經過計算機軟件進行參數設置后，全程自動打印，優點是打印出的產品精度較高，缺點是打印成本較高，適合小組學習時使用，可以避免不必要的材料浪費。

最后，還要掌握液體材料的使用，例如光敏樹脂材料（即光固化環氧樹脂），具有高透明度和柔韌性等功能特點，特別適合運用在成衣面料設計之中，利用SLA 光固定立體成形技術進行打印[3]，優點是效果極為精細，缺點則是材料成本較為高昂，且打印難度較大，需要對3D 打印設備進行一定的處理，更適合教師示范3D 打印教學，讓學生感受科技面料的神奇，增強3D 打印技術課程的趣味性。

3.2 設計方式與建模

3D 打印技術課程在服裝設計專業教學中，還需要讓學生通過學習三維軟件來更好的操作3D 打印設備，同時還可以通過三維建模的方式進行服裝三維效果圖的設計與渲染。這就需要學生在教學過程中需要學習到許多交叉學科的知識，例如工業設計、仿生設計、數字動畫技術、虛擬現實技術、包裝材料工藝等等。

在設計方式中，利用三維軟件進行服裝設計，操作十分方便，修改起來可以快速實現最佳效果，讓學生以上帝視角對服裝的款式結構進行設計思考，通過前視圖、側視圖、左視圖、透視圖不同角度觀察服裝結構的合理性，進一步優化了服裝設計的手段，展現了數字化服裝設計的方式。

在三維建模中，常見的建模軟件有3DMax、Rhino 3D、Maya等，根據不同軟件的建模優勢選擇一種合適的軟件對學生進行技術培訓。讓學生學習常見的服裝三維建?；痉椒?，利用三維坐標設計科學化的服裝結構。

在服裝設計三維建模過程中，還可以利用三維軟件中自帶的模特模型進行虛擬穿搭效果渲染，同時可以把服裝的結構進行分解，隨時進行方位替換、材質替換，使服裝設計的三維虛擬化得以實現，發現問題及時修正，有效解決服裝設計中圖紙草稿問題，讓服裝設計的細節調整工作更加便利，保證服裝的款式設計新穎，促進學生在服裝設計過程中的個性化和定制化學習[4]。

3.3 成品表現與展示

服裝設計教學的每個階段，都需要學生對自己的階段作品進行展示。3D 打印技術課程的融合，可以使學生在制衣過程中及設計環節對自己的作品進行具體的表現。表現形式可以是實物，也可以是數字化表現。

以特殊服裝設計教學為例，學生可以根據模擬生物特點來進行特殊服飾設計，利用3D 打印技術制作仿生鳥的羽毛、仿生肌肉的柔韌性服裝、仿生冰絲的舒適短袖等等，可以快速通過3D打印設備來實現服裝的制作，進行實物穿搭演示。

在展示階段中，結合3D 打印技術在服裝設計教學領域的優勢。充分利用3D 打印中的水問轉印法、像素噴墨法等，進行服裝顏色的快速噴印，同時借助黏合劑，將細節色彩（例如涂鴉圖案顏色）印到物體表面，進一步豐富服裝的色彩效果，最終進行成品展示和數字化制作過程演示，進一步發揮3D 打印技術課程的豐富性特點。

4 3D 打印技術課程在服裝設計專業教學中的設計實踐

4.1 設計實踐內容

服裝設計專業教學中，通過結合3D 打印技術讓學生進行設計實踐練習。前期已經進行了3D 打印技術課程中的理論學習，本次設計實踐內容主要是通過主題設定，以海洋生物為設計元素，讓學生自主選擇服裝打印材料，并根據材料的光澤、硬度、成形特點來進行服裝造型的反向設計建模，渲染虛擬服裝效果圖，使服裝更貼合設計主題，最終通過FDM 熔融沉積成形技術來進行服裝打印制作的實現，實現完成后進行作業評比和展覽。

4.2 設計實踐方法

首先，服裝設計專業學生以5 人為小組為單位，分別進行分工定位，通過創意頭腦風暴交流來選擇一種合適的海洋生物主題，根據主題來進行3D 打印材料的選?。黄浯?，小組成員進行服裝草圖設計和3D 建模及效果圖渲染，并根據3D 軟件中的材質進行合理的服裝結構演示，以渲染效果圖作為評判材質是否合理的依據；最后，根據3D 打印設備的實際情況，選擇合適的打印參數進行服裝3D 打印，并在此過程中讓學生充分了解ABS、EP、PA、PLA、光敏樹脂和金屬粉末等3D 打印材料的性能，掌握打印原理和相關打印設備的調試，最終并掌握服裝成品打印后基本的拋光打磨技巧。

4.3 設計實踐過程

學生在實踐設計過程中，往往會遇到很多的問題，特別是對3D 建模過程中的問題，常常會遇到復雜服飾的多邊形建模出錯、曲面方向異常等問題，這就需要教師及時來為學生糾正，運用正確的建模方法和思路設計完成。同時，在實踐過程中也是學生團隊合作的過程，3D 打印技術課程是一門實操性很強、科學性較高的課程，需要團隊中的每一位同學認真完成其中的步驟，缺一不可，才能實現最終的3D 打印服裝成品。

通過對3D 打印技術中的每個實踐環節，使學生可以完全了解、掌握3D 打印技術的基本操作步驟和制作，以多學科面例如數學、編程等方面知識的配合，來進行三維建模服裝結構的優化設計，利用仿生學知識對服裝中的仿生結構進行立體化設計，使學生在實踐過程中養成思考的習慣。

4.4 設計實踐總結

以主題設定讓學生在服裝設計中進行不斷創新，增強學生探索服裝前沿科技的主動性。以本次海洋動物元素為主題的3D打印技術服裝成品設計實踐為例，部分學生制作的成衣效果十分精致，具有未來科技感，如圖2 所示，學生團隊以海洋珊瑚為創作元素，借用了珊瑚的形態和結構，給服裝設計帶來了新的吸引力和科技感，三維渲染圖的效果立體感極強，最終利用FDM熔融沉積成形技術來進行3D 打印，讓學生從設計—到實踐——終成型，打破了傳統服裝設計的二維思維定式，感悟了服裝設計制造的前沿科技力量。

5 結語

將3D 打印技術課程融入到服裝設計專業教學之中，不僅能夠使學生通過3D 設計實踐來進一步感受服裝設計過程中的多樣性，還可以通過3D 打印技術中的融合多學科思路，在服裝設計中注入新思維、新創作、新理念，從而有效激發學生在服裝設計過程中的創作意識，提高服裝設計專業教學的形式和內容創新。同時，通過3D 打印技術的融合，完善當前傳統服裝設計專業教學過程中存在的不足，切實提升服裝設計專業的教學質量。