3D打印材料與人體服裝結(jié)構(gòu)研究探索

秦鑫

摘要：人類科技的發(fā)展不斷推陳出新，特別是3D打印材料的出現(xiàn)讓生活更加豐富多彩，3D打印技術(shù)代表了制造業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，它將和其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起推動(dòng)實(shí)現(xiàn)第三次工業(yè)革命。但就服裝設(shè)計(jì)生產(chǎn)而言，3D打印技術(shù)發(fā)展前景廣闊，但并非是能夠完全的取代手工制造技術(shù)。3D打印技術(shù)不斷的發(fā)展，應(yīng)用在設(shè)計(jì)領(lǐng)域越來(lái)越多，尤其在服裝領(lǐng)域的涉及面也越來(lái)越廣泛。3D打印的材料如何應(yīng)用在服裝中，怎樣才能實(shí)現(xiàn)其最大的作用，以及如何才能與人體服裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行巧妙的結(jié)合，使得這種新型的3D打印材質(zhì)與服裝結(jié)構(gòu)版型優(yōu)化設(shè)計(jì)，更加符合穿著性。最終實(shí)現(xiàn)服裝新型材料與服裝創(chuàng)意設(shè)計(jì)的完美結(jié)合，為今后服裝設(shè)計(jì)開(kāi)拓了更加廣闊的設(shè)計(jì)空間與豐富的藝術(shù)形式。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；新型材料；服裝設(shè)計(jì)；人體服裝結(jié)構(gòu)；數(shù)字化

近年來(lái)，隨著3D打印技術(shù)的飛速發(fā)展，3D打印從平面設(shè)計(jì)不斷的演變發(fā)展到三維設(shè)計(jì)，而3D打印也逐漸改變著我們的生活方式。3D打印又稱增材制造，增材制造與減材制造是制造領(lǐng)域的兩種方法。傳統(tǒng)的制造方式一般采用減材制造，例如利用切割機(jī)床等刀具切掉不需要的部分，保留所需的形狀，而增材制造是通過(guò)逐層疊加增加材料制造物品的搭積木式的技術(shù)，利用由點(diǎn)到線、由線到面、由面到體的增材方式堆積而成，類似我們建筑中的蓋房子，打印式的搭積木，與孩子們玩的搭積木過(guò)程類似，層層的堆積上去而逐漸成型的過(guò)程。只不過(guò)3D打印是用碰頭噴射打印出來(lái)的世界萬(wàn)物，其打印材質(zhì)上也種類很多，可以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)出新型的材質(zhì)。增材制造顯然更加節(jié)約材料，而且增材制造可以將材料先變?yōu)榉勰┰龠M(jìn)行制造，或者使用液體材料。

目前，3D打印正在逐漸改變著我們的生活方式，走進(jìn)我們的生活中。醫(yī)療中打印的人體器官細(xì)胞組織、生活中家居事物、食物、生活工具、時(shí)尚設(shè)計(jì)領(lǐng)域等都有涉及，但目前應(yīng)用在服裝領(lǐng)域的材質(zhì)也非常有限，基于3D打印材料的局限性特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)創(chuàng)意性服裝的同時(shí)還要考慮新型材質(zhì)與服裝版型的結(jié)構(gòu)結(jié)合。在整個(gè)發(fā)展中世界，3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)在一個(gè)國(guó)家的綜合領(lǐng)域占有日益重要的地位，其中美國(guó)政府將人工智能，3D打印，機(jī)器人等項(xiàng)目，以重振美國(guó)制造業(yè)作為中國(guó)的三大支柱，政府還加強(qiáng)了支持3D打印等企業(yè)，積極發(fā)展生產(chǎn)方法的3D打印技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域，使得“中國(guó)制造”轉(zhuǎn)型“中國(guó)智造”。英國(guó)的The Economist 雜志在2012年4月的封面上，以第三次工業(yè)革命為標(biāo)題，介紹了3D打印等數(shù)字化生產(chǎn)技術(shù)，3D打印技術(shù)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用了近十年的時(shí)間，最初應(yīng)用于開(kāi)模制造前的模型打樣；3D打印引發(fā)了多個(gè)領(lǐng)域的革命，制造方式、材料創(chuàng)新、生物技術(shù)工程以及醫(yī)療領(lǐng)域、設(shè)計(jì)領(lǐng)域、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面的巨大革命。3D打印，因?yàn)楦邚椥?，所?D打印技術(shù)和更高的自由模具材料的特性成為了設(shè)計(jì)師創(chuàng)作的重要工具。英國(guó)“經(jīng)濟(jì)學(xué)家”雜志的封面故事將導(dǎo)致3D打印技術(shù)為核心的“第三次工業(yè)革命”，引起了業(yè)界的關(guān)注。

3D打印可以說(shuō)是上個(gè)世紀(jì)的思想，上世紀(jì)的技術(shù)，而在這個(gè)當(dāng)今的世紀(jì)產(chǎn)生了空前的市場(chǎng)。3D打印可以說(shuō)是上個(gè)世紀(jì)的觀念，上世紀(jì)的技術(shù)，在本世紀(jì)產(chǎn)生今天的前所未有的市場(chǎng)。同時(shí)輻射到服裝行業(yè)在最近的2014年紐約3D打印展，匯聚了最前沿的創(chuàng)作技巧，藝術(shù)和科技工作的完美融合，它已成為世界頂級(jí)時(shí)裝設(shè)計(jì)師穿戴式3D打印設(shè)計(jì)藝術(shù)家新潮。其中，3D打印藝術(shù)和雕塑在芝加哥的長(zhǎng)期支持者，代表了藝術(shù)家Joshua Harker3D打印作品鏤空雕刻系列，還推出了2014年紐約3D打印展。甚至在服裝配飾品領(lǐng)域也涉及到，如鞋子包都可以進(jìn)行3D打印，自3D打印技術(shù)出來(lái)，越來(lái)越多的鞋企認(rèn)識(shí)到其中的便利和高科技性。3D打印技術(shù)正在幫助提升了設(shè)計(jì)和產(chǎn)品性能。但是，現(xiàn)在人們都打印到3D的結(jié)合，并在巴黎和紐約走秀活動(dòng)，時(shí)尚已經(jīng)不僅僅滿足于鞋，在2013年，3D印花連衣裙闖入人們的視線。

2010年，阿姆斯特丹時(shí)裝周首次發(fā)表在3D打印模式創(chuàng)建的“水晶”的主題時(shí)裝，從那時(shí)起，3D打印技術(shù)開(kāi)始真正進(jìn)入時(shí)裝設(shè)計(jì)界，思維的趨勢(shì)的一部分。2011年發(fā)布了全球第一款3D打印的比基尼，穿著尼龍網(wǎng)禮服打扮以“繆斯女神”之稱的蒂塔·萬(wàn)提斯出席在曼哈頓，這身禮服的設(shè)計(jì)靈感來(lái)自著名的斐波那契數(shù)列，由Michael Schmidt和Francis Bitonti設(shè)計(jì)收藏的私人走秀活動(dòng)。但3D打印服裝的設(shè)計(jì)可以改進(jìn)，比如如何調(diào)整型的服裝版，以滿足身體曲線，如何做出緊致修身并設(shè)計(jì)一個(gè)靈活的電網(wǎng)應(yīng)用等。Bitonti很久以前的3D打印技術(shù)與時(shí)尚相結(jié)合的思想。他利用塞萬(wàn)提斯的大小，提供給設(shè)計(jì)一個(gè)三維模型，根據(jù)施密特的草圖，用最高端的設(shè)計(jì)軟件Maya中畫一幅畫，然后用犀牛軟件2633單獨(dú)環(huán)或線路連接，EOS P350激光從手工縫線部分拼接而成，“這件衣服，如果制作手工，昂貴的?！彼f(shuō)。但是，現(xiàn)在手工制作在時(shí)裝設(shè)計(jì)界應(yīng)需求非常大。3D打印技術(shù)對(duì)服裝的市場(chǎng)潛力，這是一個(gè)工藝和時(shí)尚的設(shè)計(jì)的需求將結(jié)合的機(jī)會(huì)，一旦我們制造的機(jī)器，以滿足服裝生產(chǎn)的要求有很大的影響，人們只需要站在房間的3D掃描，一件衣服制作，而3D打印的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。

3D打印服裝目前是最廣闊的一個(gè)市場(chǎng)，包括配飾配件?？梢愿鶕?jù)個(gè)人的喜好風(fēng)格進(jìn)行自我設(shè)計(jì)，甚至不用等到未來(lái)，現(xiàn)在就可以實(shí)現(xiàn)。3D打印對(duì)時(shí)尚界的影響，不僅在過(guò)去難以解釋織物的三維形狀得到實(shí)踐。更重要的是，在制作3D打印3D掃描使用時(shí)，尼龍材料是“適合”削減了新的定義，完全服帖的身型是可以定制的?！凹舨煤象w”傳統(tǒng)的方式出現(xiàn)，也許使更多的一些時(shí)裝秀將通過(guò)計(jì)算機(jī)繪圖來(lái)代替。

3D打印技術(shù)制造，可顯著降低生產(chǎn)成本，提高使用的原材料和能源效率，減少對(duì)環(huán)境的影響，讓消費(fèi)者也可以針對(duì)根據(jù)自己的需要，既不是紙也不是我們需要用墨，而是通過(guò)電子制圖，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，激光掃描，材料熔化等一系列技術(shù)的，具體的熔化金屬粉末或者記憶材料，并按照說(shuō)明電子模型圖層重新走到一起，并最終使電子模型轉(zhuǎn)化成實(shí)物。它的優(yōu)點(diǎn)是顯著節(jié)省工業(yè)樣品生產(chǎn)時(shí)間，并能“打印”樣式復(fù)雜的產(chǎn)品。因此，不少專家認(rèn)為，這種技術(shù)代表制造業(yè)的新趨勢(shì)。不同于或形狀制作的文章刀模傳統(tǒng)的3D打印機(jī)制造機(jī)器。從物理上看由層形成的散裝固體材料，擴(kuò)大數(shù)碼概念的范圍。對(duì)于要求具有精確的內(nèi)部凹陷或互鎖部分的形狀設(shè)計(jì)，3D打印機(jī)是首選的加工設(shè)備，它可以將這樣的設(shè)計(jì)在實(shí)體世界中實(shí)現(xiàn)。下面是來(lái)自各個(gè)行業(yè)、具有不同背景和專業(yè)技術(shù)水平的人用類似的方式描述，3D打印幫助他們減少主要成本、時(shí)間和復(fù)雜性障礙。3D打印技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)有：制造復(fù)雜的項(xiàng)目物品，而不增加成本，產(chǎn)品多樣化，而不增加成本，沒(méi)有裝配，零時(shí)間遞送，無(wú)限的設(shè)計(jì)空間，零技能制造，不需要大的空間，便攜制造，副產(chǎn)品廢棄物少，無(wú)限組合的材料，精確復(fù)制減少?gòu)U物等主要優(yōu)點(diǎn)。

然而，由于服裝產(chǎn)品的形式以及原材料，相比于其他產(chǎn)品其在使用上具有非常不同的要求，具有行業(yè)的一個(gè)非常鮮明的特點(diǎn)，所以在3D打印技術(shù)有不同的要求。

首先，在基于3D新型打印服裝的原材料來(lái)說(shuō)，存在的局限性和弊端。這種相對(duì)來(lái)說(shuō)比較傳統(tǒng)工藝路線不適用于3D打印，區(qū)別于原有的服裝面料例如天然纖維和化纖纖維，3D打印的原材料是當(dāng)下研制的新型化學(xué)纖維新材料，如天然纖維和合成纖維的原料3D打印是新昊化纖新材料的發(fā)展現(xiàn)狀，既為3D打印耗材成型要求解散，可以調(diào)動(dòng)合適的顏色，而且還滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的紡織品，適合人體穿著。目前針對(duì)3D打印材料的局限性，還有待于新型的柔性打印材料的研發(fā)，使得服裝領(lǐng)域未來(lái)發(fā)展前景的一個(gè)橋梁。

其次，可能均勻地噴灑薄的材料，和更大的區(qū)域。更要加強(qiáng)印刷裝置的質(zhì)量和設(shè)備本身的操作效率，因此，相對(duì)穩(wěn)定的特殊的設(shè)備是必要的。更要加強(qiáng)打印設(shè)備的運(yùn)作效率和設(shè)備本身的質(zhì)量，因此專用而相對(duì)穩(wěn)定的設(shè)備是必要的。要打印的服裝達(dá)到穿著需求，而且打印產(chǎn)品后整理技術(shù)，必要的連接技術(shù)的研究。所以設(shè)計(jì)的服裝結(jié)構(gòu)要與打印的新型材料有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，目的是為了更好的方便人體穿著以及活動(dòng)。

最后，必須有一系列配套技術(shù)，如三維人體測(cè)量，RTT面料掃描儀，并支持結(jié)構(gòu)板服裝CAD軟件，Viday三維裝配系統(tǒng)，3DMAX建模軟件，CAPP，相關(guān)的服裝數(shù)據(jù)庫(kù)等，形成一系列循環(huán)制作過(guò)程，這樣3D打印才能實(shí)現(xiàn)生活化、科技化、智能化。

總之，3D打印服裝可以實(shí)現(xiàn)的突破口關(guān)鍵在于技術(shù)，即這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)的程度。為了達(dá)到實(shí)用目的，你可以使用的研究，找準(zhǔn)突破口和研究方向，開(kāi)發(fā)和使用新材料，化纖等問(wèn)題相結(jié)合，以克服材料的局限性，如果需要的話政府應(yīng)該給予特別的支持。發(fā)展特種設(shè)備的打印機(jī)制造商，結(jié)合服裝技術(shù)專家和設(shè)計(jì)專家，并帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊振賢.3D打印服裝[J].設(shè)計(jì)，2012.

[2]李紅兵.3D打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析[J].安徽科技，2013.

[3]龍航.國(guó)外先進(jìn)3D打印技術(shù)案例參考[J].杭州科技，2013.