3D打印技术在现代服装中的运用

巫朝港

摘 要：随着计算机科学技术的发展，3D打印技术已经攻克了诸多技术难关。目前已经应用到工业生产中，3D打印机的使用推动了生产模式的转换与技术的革新。其在服装领域的运用，拓展服装设计师的思维，缩短产品成型的周期，节约生产成本，提高资源的利用率。其在服装行业的运用，使得服装设计摆脱了对传统工艺的依赖。并且依靠科学技术使服装从设计到生产完成了华丽的转型，3D打印技术的提升给服装行业带来了新的发展机遇。

关键词：3D打印技术；服装快速成型

近年来，3D打印技术作为具有现代工业革命意义的快速成型技术，当前备受世界各国的广泛关注，现阶段社会上掀起一股3D打印技术竞相研发的浪潮。3D打印技术以数字化、人工智能化及新型材料的使用为特点的制造模式，被誉为“第三次工业革命”的主要标志，它与信息技术、精密机械、材料科学、控制技术等多个科学范畴紧密相关。随着3D打印技术难关的不断攻克，三维打印必然成为推动社会发展的第一生产力。如今，这一技术已逐步成熟并在各个领域得到广泛运用，人们以计算机以数字模型为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过电脑技术控制分层打印各个层面，然后逐层地将材料叠加起来生成一个完整的三维实体物。目前，3D打印技术主要应用于各种产品模型、航天航空、医疗器械、艺术设计、电子产品等不同领域，其生产的主要材料是塑料、树脂、陶瓷、金属、橡胶、细胞组织等可黏合性材料。

1 3D打印技术的发展现状

3D打印技术最先出现于20世纪90年代，3D打印（3Dpirnters）也被称为三维打印或立体打印，最早由美国麻省理工工学院于1993年开发。3D打印技术的基本原理是通过印刷层，一般用CAD软件，CAD信息接收后，机器翻译成三维空间信息三维打印机可以识别，然后分层，得到每层的二维信息。个别打印机原理不同，但基本原理是相同的，首先制成了第一层材料，烧结（或通过激光加热。冷凝），再在第一材料层叠加材料的第二层，直到所有的材料层完成，一起放到三维样品，这样一个完整的产品就可以呈现出来。目前，3D打印关键技术主要掌握在美国、日本及欧洲的发达国家。3D打印技术在国外飞速发展，在全球的三维立体打印行业中，美国3D Systems和Stratasys公司的产品占据了大多数市场份额。与此同时，比利时的iMaterialise和荷兰的Shapeways等公司都具有较强的技术实力，在业内有很强大的研发团队。20世纪90年代，国内多所高校陆续展开了对3D打印技术的自主研发。主要有华中科大、清华大学、西安交大等高校团队，其中，在现代成型学理论、分层实体制造、FDM工艺等领域清华大学取得了优异的创新成果；在快速制造业中心、影响大型复杂制件整体成型的关键技术方面华中科大亦成就非凡；而西交大也突破了多个技术难关，研发了三维打印喷头、光固化成型系统材料，其成型精度达到0.2mm。由于国内的科研团队规模还比较小，以及科研设备相对落后。通过对比，国内的3D打印技术与国外的研发还存在很长的路程，相差甚远。当前，国产3D打印机要想运用到工业制造中，必须在打印精度、打印速度、打印尺寸和软件开发等方面取得创新和改进，三维技术水平有待大幅度提高。国外有专家曾经预言，中国作为世界最大的工业制造国家，预计将成为全球最大的增材制造大国。那么，在服装领域3D打印技术又能发挥怎样的优势呢？

2 3D打印技术的应用优势

3D打印技术在服装领域与传统加工模式相比，具备以下优势：

（1）提高衣服的质量。目前，市面上流通的成衣有一些制作比较粗糙，难免会有些瑕疵。这是由于传统的制造模式可能存在缺陷。但是，通過计算机三维打印技术绘制三维模型，以STL文件格式发送到3D打印机，3D打印机识别薄层切片和完成文件输出。这种制作模式就完全可以达到理想的效果，因为3D打印机的精度基本都可以控制在0.3mm以内，而传统工艺的制造是难以达到的。

（2）缩短产品成型周期。快速成型打印技术减少了传统工艺的制作模具和制作工序，可直接利用电脑结合服装CAD和快速凝固激光材料等软件技术的数字数据实现三维打印，从而得到实体物件，极大缩减了生产周期。而传统制作模式需要服装样品，制作样版、裁剪面料、缝合裁片，生产周期比较漫长。在快速消费的今天，时间就是金钱，同时可以根据市场需求自行调节生产需要，无需大量库存。

（3）节约产品成本，节约能源。3D打印技术在生产成衣之前基本无需任何材料的消耗，同时可以使生产资料循环利用，如果生产出来的产品想要改进，可以就原材料（或旧材料）粉碎打印。同时可以单个产品打印，不像工厂需要大批量生产。有助于节省能源，减少浪费，能够多次利用资源，简化生产过程，提高了生产效益。

（4）个性化打印。3D打印技术消除了传统的产品设计局限，利用电脑能够实现传统工艺得不到的线条，选择不同的制造材料，定制客户可以按照传统制造业无能为力的产品成为可能，定制客户可以按照自己的想法、个人喜好去设计自己的产品，而不是完全依赖生产商。

（5）3D可以量体裁衣。当前，很多在网上购物的人买回来后却发现衣服不合身，退换货等情况经常发生，然而利用3D技术便能让人很好地将这些不愉快的问题解决。通过三维扫描仪，计算机仿真系统在服装设计中，通过扫描型数据，计算机程序对人体进行精确调整的一万多参数数据，从而实现仿真拟合，实现量身定制的愿望。

3D打印技术的使用打破了传统的生产工艺的束缚，可以说是服装设计与生产领域的一项革新。3D打印拓展了设计师的想象空间，能够让设计师在产品形态创意和功能创新方面挥洒自如，给服装制造业带来了空前的发展机遇。

3 3D打印技术在服装中的运用

2011年3月，Iris van Herpen荷兰设计师初次在巴黎高级定制时装周上发布她的3D打印杰作，引起全世界时尚领域的共同关注和追捧，参赛作品获得美国时代周刊年度50项最佳发明奖。Herpen自从运用了3D打印技术生产出了第一件服装后，便告别了在缝纫机上制作服装的传统制作模式，她通过依靠3D打印技术来尝试服装的制作，将复杂的传统服装制作建立在虚拟的人体模型上，而后寻找专业的3D打印公司开始后期处理，打印机使用的大部分材料都是塑料、橡胶和金属等可黏合性能比较强的制衣材料。“我第一次使用3D打印，它彻底改变了我的想法”，她非常激动地说：它释放了所有的物理限制。突然间，每个复杂的服装结构都变得十分简单轻松，可以让我创造出更多的形式，纹样。相比之下，剪刀和缝纫机是无法完成这种复杂的流程，这种方式让我可以创造更多的细节。

3D打印在服装行业的运用，改变了以往布料难以诠释的立体造型，给人们带来了焕然一新的视觉冲击。因为3D打印服装在款式、纹样、面料等方面跟过去的传统模式所生产的服装有了极大的区别。在款式上3D打印技术能够更加丰富多样，挥洒自如。例如，职业商旅型、民族风格型、运动轻松型、时尚悠闲型等不同风格的衣服都能够打印出来。目前，已经有礼服、内衣、鞋子、装饰物实现了生产并取得了成功。可以说一件衣服的纹樣是设计师赋予衣服的生命力。因此，纹样的设计是服装品牌成功的关键。传统的手工制作并不能达到3D打印制作的那种精致美观、惟妙惟肖的效果，利用3D打印技术可以实现点、线、面、体的多维空间的衔接，不同的弧（下转第页）（上接第页）线，不同的角度，从而呈现不同寻常的图案和视觉效果。可以说只要你能够设计出来的纹样都可以快速地打印成为实体物。3D打印有很多种制造材料，但是对材料状态有着特殊要求，其状态要处理成液体、熔融线状或粉末状，现在市场上主要是尼龙材料粉末状居多。

4 结语

3D打印技术作为“第三次工业革命”的主要标志，不但可以快速地将三维模型直接生产成实体物，而且帮助生产商降低成本，减少资金的大量投入，缩短生产周期，同时也提高了服装质量，满足了节能环保的要求，极大提（下转第页）（上接第页）高了生产效率。拓展了设计师的想象空间同时也实现了客户自行设计的愿望。如今3D打印机已经成为服装行业发展的新方向，未来将可能成为服装制造的先进技术。在21世纪的服装领域，随着科学技术的不断进步，3D打印技术将有可能走进家庭，实现自主生产模式，届时人们不再是依赖设计师，而是通过网络提取数字数据进行自己设计，自行生产。因此，3D打印技术还需要投入更多的时间和精力，亟需更多的科研团队进行开发和创新。

参考文献：

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