3D打印技術(shù)在內(nèi)衣設(shè)計中的應(yīng)用研究

孫 紅，王 軍

(大連工業(yè)大學，遼寧 大連 116034)

隨著女性消費能力的提升，兼具創(chuàng)新個性設(shè)計、美體保健以及高新技術(shù)的內(nèi)衣愈加受到市場的青睞。3D打印有著傳統(tǒng)工藝、面料無法比擬的優(yōu)勢，目前雖然還不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)制造業(yè)，但其在內(nèi)衣個性化定制方面，市場潛力巨大[1]。

1 3D打印技術(shù)概述

3D打印技術(shù)也稱為快速成型技術(shù)，是由數(shù)字模型直接驅(qū)動，通過連續(xù)分層制造，逐層堆積疊加材料來生成三維實體的技術(shù)。利用3D打印技術(shù)可將虛擬的、數(shù)字化的物品快速實物化，尤其是結(jié)構(gòu)精細、形狀復雜的物體。自1984年3D 打印技術(shù)發(fā)明以來，其已在多個行業(yè)得到了應(yīng)用發(fā)展，如汽車、航空、制造、醫(yī)療和珠寶行業(yè)[2,3]等。3D打印可以用于預生產(chǎn)(快速成型)到全面生產(chǎn)(快速制造)，它提供了一種快速而直接的生產(chǎn)原型的方法，允許公式化的產(chǎn)品快速迭代以實現(xiàn)最優(yōu)解[4]。據(jù)行業(yè)報告分析統(tǒng)計，2013年3D打印市場為23億美元，預計到2021年可達108億美元，市場潛力巨大。

2 3D打印在內(nèi)衣設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 3D打印在內(nèi)衣功能結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

市場調(diào)查顯示，大碼文胸一直是市場消費熱點，尤其是歐美國家以及我國的山東、內(nèi)蒙古等地區(qū)。大碼文胸普遍存在負重太大，肩部受力過重等問題，長期穿著易產(chǎn)生肩背部疾病。針對此問題，設(shè)計師Laura West和Sophia Berman從結(jié)構(gòu)設(shè)計上對大碼胸罩進行了改進，采用3D打印的塑料嵌入結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)鋼圈，見圖1。相對于傳統(tǒng)鋼圈，這種結(jié)構(gòu)既能減輕對女性肩膀和背部的負擔，還能避免壓迫乳房部位血管或鋼圈穿過織物對身體造成傷害的問題。

圖1 3D打印塑料嵌入結(jié)構(gòu)

目前內(nèi)衣基本是按產(chǎn)品標準規(guī)定的標準尺碼設(shè)計而成，而每位女性的胸部都略有差異，標準化下的生產(chǎn)模式忽略了穿戴者的個性化需求?；诖?，荷蘭設(shè)計師Lidewij Van Twillert利用3D打印技術(shù)，針對不同的女性胸部，設(shè)計了從不同維度匹配女性乳房規(guī)格的文胸，起到了很好的塑型效果，見圖2。

圖2 3D打印Mesh Lingerie文胸

Wolford作為一家設(shè)計和開發(fā)3D打印文胸、內(nèi)褲和塑形內(nèi)衣的服裝公司，研發(fā)了一款在面料上采用植絨硅膠印花工藝，并在織物層間使用3D打印技術(shù)的文胸，見圖3。植絨硅膠條彌補了布線的不足并起到了彈性伸縮的功能，兩層棉制輪廓材料使文胸更為舒適，手感更加細膩。

圖3 Wolford 3D打印胸罩

在內(nèi)衣面料上直接3D打印材料，或?qū)?D打印結(jié)構(gòu)粘附于面料上，可使得功能性紡織品的形式更加多樣化，也為功能性紡織品的發(fā)展提供了更多可能性[5]。

2.2 3D打印在內(nèi)衣造型設(shè)計中的應(yīng)用

3D打印技術(shù)可突破傳統(tǒng)服裝生產(chǎn)過程中工藝和織物結(jié)構(gòu)的限制，可直接打印復雜的形狀和結(jié)構(gòu)，使服裝造型更加豐富[6]。

Chromat時裝設(shè)計室制作的3D打印緊身胸衣在SS15紐約時裝周上引起了觀眾的關(guān)注。設(shè)計師利用新的增材制造技術(shù)，開發(fā)出傳統(tǒng)材料和構(gòu)造方法難以實現(xiàn)的復雜形狀，這些胸衣主要采用ABS材料，通過3D打印制成，見圖4。

圖4 Chromat 3D打印緊身胸衣

Sponge Suit比基尼泳裝是Eray Carbajo建筑設(shè)計公司與UC Riverside電氣工程教授Mihri Ozkan合作設(shè)計的。穿戴者在海洋中游動時，巧妙的設(shè)計使其兼具吸附清理污染物的功能。網(wǎng)狀白色外殼表面由3D打印彈力塑料制成，其既有身體所需的柔韌性，還有足夠的強度封裝功能填充材料，見圖5。

圖5 3D打印環(huán)保泳衣

2.3 3D打印內(nèi)衣的材料

與其他產(chǎn)業(yè)相比，3D 打印目前可以使用的材料十分有限，主要有尼龍、聚乳酸(PLA)、硅膠等。

2.3.1尼龍材料

N12比基尼由Continuum Fashion設(shè)計，是第一款完全3D打印的成衣，見圖6。比基尼的命名來自于這件泳衣的打印材料—尼龍12(Nylon 12)。設(shè)計師運用“選擇性激光燒結(jié)技術(shù)”[7]，將材料設(shè)計成不同尺寸的環(huán)狀或者片狀結(jié)構(gòu)，由彈簧連接在一起。圓環(huán)的布局是通過定制的代碼來實現(xiàn)的，這些代碼根據(jù)曲面的曲率來布置圓圈。尼龍3D打印材料的成本比較昂貴，但其具有較好的穩(wěn)定性和柔韌性，在打印中過程中不易折斷且具有良好的舒適感[8]。

圖6 N12比基尼泳衣

2.3.2聚乳酸(PLA)材料

設(shè)計師Samuele與Rosanna合作設(shè)計完成了“coral” 3D打印系列比基尼，該系列作品由聚乳酸(PLA)材料制作而成[9]。PLA是從玉米等可再生資源中提取，具有耐磨、舒適、環(huán)保、可自然降解等特點。

2.3.3硅膠材料

硅膠具有良好彈性、穩(wěn)定性以及生物相容性等。諾丁漢特倫特大學的Jess Haughton用3D打印技術(shù)設(shè)計了一系列內(nèi)衣作品，其采用高彈力硅膠材料，將硅膠花卉圖案直接打印到網(wǎng)布上，創(chuàng)造了一種全新的蕾絲制作方式，打造出一種凸顯圖案的立體浮雕效果[10]，該材料強力高、柔軟、舒適，還可避免出現(xiàn)內(nèi)衣勒痕的尷尬。

慕尼黑材料制造商WackerChemie一直致力于推廣硅膠3D打印技術(shù)，其非接觸式技術(shù)支撐硅膠在打印完成后可以用水溶解。3D硅膠打印是3D打印未來的主要發(fā)展趨勢之一。

3 結(jié)語

3D打印技術(shù)已突破了傳統(tǒng)的設(shè)計生產(chǎn)模式，能夠?qū)崿F(xiàn)常規(guī)內(nèi)衣生產(chǎn)工藝無法完成的設(shè)計，極大拓展了內(nèi)衣設(shè)計方式。盡管受到材料的限制，3D打印內(nèi)衣服用性能與傳統(tǒng)產(chǎn)品還有一定差距，色彩也遠不如傳統(tǒng)面料豐富，實際應(yīng)用也較少，但隨著科技的持續(xù)發(fā)展及打印材料的創(chuàng)新，3D打印技術(shù)或?qū)⒔o整個內(nèi)衣行業(yè)及紡織制造業(yè)帶來顛覆性變革。