3D打印技術在服裝面料設計中的應用研究

衛(wèi)保衛(wèi) 程揚 濮琳姿 常熟理工學院

3D打印技術在服裝面料設計中的應用研究

衛(wèi)保衛(wèi) 程揚 濮琳姿 常熟理工學院

隨著3D打印技術的日趨成熟，服裝制造與3D打印技術的融合形成了新的經濟增長點，在3D打印設備日益更新、打印服裝材料層出不窮的背景下，該技術的應用促進了3D打印服裝產業(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打印的設計技術。

3D打印技術 服裝 面料設計

1 背景簡介

3D打印技術最先出現于20世紀90年代，由美國麻省理工學院于1993年開發(fā)。20世紀90年代，國內多所高校陸續(xù)展開了對3D打印技術的自主研發(fā)，但由于國內的科研團隊規(guī)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(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?？v觀國內外對3D打印技術的研究，相關的學術文獻數量也較少，針對3D服裝打印應用技術的研究就更少了。但是，有專家指出，中國作為世界最大的工業(yè)制造國家，預計將成為全球最大的增材制造大國。這為3D打印服裝面料的研發(fā)和應用提供了更多機會。

服裝制造產業(yè)新形勢下，產業(yè)鏈條在經濟全球化背景的催生下發(fā)展迅猛，而服裝設計環(huán)節(jié)卻沒有跟上行業(yè)生產經營的新形勢。因此,改革創(chuàng)新則成為了關鍵，即通過引入高新科技拓寬服裝設計思路成為解決該問題的首選途徑。此時，具有諸多優(yōu)勢的3D打印技術很快吸引了國際上科技與時尚領域人們的關注。國外諸多品牌也已經成熟的舉辦了多次3D打印服裝秀，從荷蘭服裝設計師伊里斯·凡·赫本(Iris van Herpen)在2010首次設計出的炫彩3D打印時裝展，到各大科技設計公司生產出的3D打印服飾，從外觀來看，都十分的精致美麗、震撼人心。雖然相對傳統(tǒng)服裝秀還較少，但是足以證明3D打印技術在服裝設計中的應用會更加廣泛。但是，縱觀國內有關3D打印服裝面料的研究還非常少,同時,企業(yè)和相關部門也沒有足夠的重視,因此,3D打印服裝及其面料的研發(fā)還有待進一步提高。

2 3D打印技術在服裝產業(yè)的發(fā)展狀況

2.1 3D打印技術促進服裝產業(yè)的發(fā)展

3D打印服裝同傳統(tǒng)服裝設計相比具有較多的優(yōu)勢，比如：常見的服裝面料無法實現在虛擬人體模型上的服裝結構設計；在細節(jié)的設計上，3D打印技術更是完勝傳統(tǒng)的設計模式。隨著3D打印技術日臻完善、3D打印材料越來越豐富，性能也會更加人性化、舒適化，從而應對不同消費者的服裝需求。同時，在3D服裝產業(yè)中，傳統(tǒng)的產業(yè)鏈條也發(fā)生了很大的變化，網絡環(huán)境成為消費者與設計師進一步溝通的平臺，通過互聯(lián)網銷售實現電子化、自由化、個性化的設計制作服務。

此外，通過互聯(lián)網電子化平臺實現的3D打印服裝，通過服裝的回收體系，循環(huán)利用和減少服裝的成本。從而進一步推進服裝產業(yè)的發(fā)展。

2.2 3D打印技術促進服裝面料的革新

在傳統(tǒng)面料生產中，化纖產品、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現的途徑，色彩的渲染以及印花的制作則是在后期通過對應的工藝工廠來大批量的完成。通過不同紡織材料的混合使用、不同材料結構的搭配使用以及不同粗細結構紗線的組合交織，最終實現了服裝面料的多樣變化。而3D打印服裝面料則是根據消費者的需求，快速便捷的制作出個性化服裝面料小樣或者成品，其個性化特征同時也體現在材料的選擇上。還有以往的服裝設計實踐中，設計師與消費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)的倉庫中，需要到紡織廠自行采購的機會很少。而3D打印技術卻完全不同，打印材料的特殊性決定了設計過程的特殊化，因為用于3D打印的服裝面料以粉末與液態(tài)材料為主，在通過三維層層堆疊的制作方式后，完成服裝制作產品。

現在，3D打印服裝面料的種類不多，常見的有滌綸長絲以及尼龍粉末等，因為這些材料從成分構成來看具有良好的紡織纖維特征，用來打印衣服會具有更好的舒適性，同時，除了較昂貴的柔性材料之外，大多數材料制作出的服裝舒適性較差，還存在著一定的缺陷。所以，從材料的組成結構來看，設計師需要通過對3D的空間塑造梭織材料的組織結構進行設計，形成具有觀賞性與舒適性的服裝面料配件，進而促進服裝面料的革新。

3 3D打印技術和服裝面料設計應用

3.1 3D打印服裝面料的方法

第一款3D纖維打印機“Electroloom”是在2015年5月15日出現的，在Kickstarter眾籌平臺展示。Electroloom的設計可謂獨特新穎，通過與電鍍金屬的類似機制來實現3D打印織物。而消費者可以在互聯(lián)網通過服裝設計軟件，定制屬于自己的服裝模型。服裝模版安置在機器中，在3D打印機內部電場作用力的引導下，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相互融合、交織，最終實現衣服制品。從這個打印過程中，可以發(fā)現其運作機制與電鍍金屬類似，直白的說就是給一個人體模型噴漆，而噴射的服裝材料在固化之后會變成柔軟的服裝。所以縫、剪、裁等傳統(tǒng)的制衣步驟在3D打印服裝過程中是完全不需要的，服裝是一次成型，不需要后期加工。

現在3D打印服裝技術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發(fā)的進程中。從服裝面料的層面來說，當代主流的3D打印方式是要求模塊化與結構化樹脂類材料，如此搭配組合才能實現服裝打印成品的高質量，提升消費者最終的穿著體驗。而如果仿照紗線的紡織流程進行3D打印會增加服裝的生產成本，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服裝產業(yè)的進一步增長。

3.2 3D打印服裝面料的應用

在3D打印服裝領域中，引進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看，隨著大眾經濟能力的提高，衣服不僅僅是起到遮體、御寒的功能，更是被賦予了時尚、個性化的色彩，而具有定制特色的3D打印服裝面料與設計滿足了廣大消費者對著裝的需求。

同時，雖然通過具體的結構設計可以增加3D打印面料的舒適性，無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，材料的限制導致3D打印制衣主要應用的范圍還是集中在時裝展覽、企業(yè)宣傳等領域。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打印服裝產品飛速發(fā)展道路上的一大障礙。所以，現在3D打印制衣著重點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對消費者的穿衣體驗造成較大影響。。

此外，3D打印面料還主要應用在服裝的輔料上，輔料也是服裝重要的組成部分，而輔料對人體的穿衣體驗影響較小，因此可以作為3D打印面料的主要應用領域。還有對材質硬度要求較高的服飾品市場上，3D打印技術的運用也已經相對成熟，通過統(tǒng)計分析，我國各大網絡平臺上就有大量的3D打印服飾品供消費者購買穿戴。

4 總結

服裝面料的設計是極具潛力的，其發(fā)展也是日新月異，設計的競爭逐漸聚焦在創(chuàng)新思維上，而技術是一切進步的動力源，良好的競爭也可以催生技術的創(chuàng)新，并為行業(yè)發(fā)展所用。作為高新技術的代表，3D打印技術通過虛擬化的數字模型將競爭激烈的服裝制造業(yè)引入全新的競爭環(huán)境，相信在不久的將來，3D打印技術會3D打印技術會擁有一套更加完善的制造體系，像電腦一樣走進千家萬戶，而服裝面料設計也會借助技術的進步而實現不斷的革新，為消費者帶來全新的服裝穿著體驗。

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畢業(yè)設計（論文）重點資助課題（團隊）,項目編號:TD1724；江蘇社科應用精品工程“聚力科技創(chuàng)新促進江蘇傳統(tǒng)服裝產業(yè)轉型升級--以3D打印技術為例”（項目編號：17SYC-116）。

衛(wèi)保衛(wèi)（1981-07-09）男，常熟理工學院，講師，研究方向為服裝設計與品牌策略。