3D打印技术在服饰设计中的应用及前景

姜雨彤，钱晓农

(大连工业大学，辽宁 大连 116000)

随着3D打印技术这一新兴技术的不断发展，该技术在航空航天、汽修工程、生物医疗、工业建筑和服饰设计等领域都有应用。随着人们生活水平的提升和审美水准的提高，消费者的眼光早已不局限于传统的服饰设计了。因此，研究3D打印在服饰中的应用，对于服饰行业未来的发展与创新有重要的理论意义和实际作用。

1 3D打印技术概述

3D 打印技术是20世纪 90 年代研制的一种全新的生产技术，又称为三维打印技术或立体打印技术。具有一次成型、节省原料等特点。借助于不同机械、物理或化学等技术，有秩序地逐层叠加材料来形 成的三维实体。3D打印的过程大致分为三个步骤，首先通过三维软件进行模型设计，其次对物品进行切片处理，最后造作3D打印机上打印出并打印出所需的物品。3D打印机与传统打印机在原理上类似，但又有所区别。传统打印机通过墨水以二维效果为最终呈现形态，而3D打印机则是通过建立模型，打印的过程通过层叠累积线材来构造实体，最后可呈现出三维立体的作品。

最初 3D 打印技术只是增材制造技术中的一种，即粉末铺层成型技术。从特征分析，3D 打印技术或增材制造技术，具有自动程序控制、数字模型化、三维、增材工艺、快速成型五项基本特征。3D打印由3D建模软件、切片软件和打印线材的机器来最终呈现产品的三维形态。其中，SLS、FDM 和 SLA 三种技术应用最为广泛。随着多个领域对3D技术的迫切需求和重视，我国多所高对3D打印有所重视，但对于3D打印技术的研究与发展还需要继续深入研究与分析。

2 3D打印在服饰领域的应用

2.1 3D打印服装。以色列申卡尔设计与工程学院学生Danit Peleg设计了一系列3D打印的服装，她在自己的网站上推出了世界首款3D打印夹克，并且可以订购。打印材料使用的是西班牙3D打印公司Filaflex生产的一种特殊的、像橡胶一样的柔性线材，夹克还有一个织物衬里。这是一次艺术与科技的碰撞，为3D打印技术在服装中的应用提供了借鉴。

图1 3D打印夹克

苏格兰时装品牌Pringle在2014年的秋冬伦敦时装周中展示了激光烧结的尼龙布成品。该品牌通过与材料科学家Richard Beckett合作，基于SLS这一选择性激光烧结技术做出了3D打印面料，并作出了系列时装的设计。打印的清晰度很高，并且这是目前少数可以打印如此复杂尺寸的3D打印系统。

以色列服装设计专业毕业生Nitzan Kish利用3D打印技术设计了一套华丽、带有威胁性的自卫式女性服装。如图1和图二所示，这些服装都由相互组合的3D打印部件组成，环环相扣，像个盔甲，但是很软。这些部件相互结合，形成了具有各种功能的不同服饰，但其主要目的是自卫和保护身体。她用的是Bezale学院Stratasys3D打印机和Synergy R.M.公司的打印机。考虑到这些服装应该要有防卫功能，所以使用的3D打印材料是尼龙12，而不是常用的比较脆弱的塑料。

图2 3D打印女性自卫服装

图3 细节

以色列Shenkar设计院4年级学生Noa Raviv创造出了系列时装，其命名为“Hard Copy”的时装，并且与世界上规模最大的3D打印机生产商之一的Stratasys进行合作。设计师首先用电脑建模软件创作出一些数码图像，其次操作软件生这些图像。在Raviv设计的服装上，很难把布料上的图案与立体的3D形状区分开。在这里，模特本身的身体特征完全被具有强大立体空间张力的服饰所掩盖，模特几乎成了背景，而服装仿佛有了自己的生命，张扬地展现着自己的曲线与图案。

2019年纽约时装周Stratasys公司与著名的时装设计师threeASFOUR和Travis Fitch合作的3D打印系列服装在活动中亮相。该设计展示了直接在面料上进行3D打印的能力。使用Stratasys J750 3D打印机，将聚合物直接添加到‘Chro-Morpho’系列中。J750 PolyJet 3D打印机的功能使设计人员可以将数千个由光聚合物制成的小球形单元直接印刷到聚酯织物上。连衣裙的27个部分上的每个单元都包含一个透明的镜片，内部装有彩色条带，这样可以使衣服的颜色在移动时发生变化。

2.2 3D打印饰品

随着3D打印技术的不断发展和完善，越来越多的设计师重视并将这一先进技术运用到自己的设计作品当中。市面上涌现出了许多做3D打印珠宝首饰的品牌，也非常受人们的欢迎。

在2013-2014高级女装秋冬时装秀场上，荷兰80后年轻设计师艾里斯.范.荷本展现了一组运用3D打印和激光切割等高新技术设计制作的3D打印鞋履已经登上了巴黎时装周。

设计师Charis Alexander等利用3D打印技术设计了一款简洁的首饰，根据日常首饰的轮廓做出了这种几何感很强的模块化首饰。如图4所示，这些3D 打印的小饰品既可以当耳环，也可以做吊坠，或者挂在皮革手链或衣物上搭配。简洁的首饰在特定的场合也可以发挥出细腻的装饰美。

图4 3D打印模块化首饰

2020年，北京一目一镜作为一个定制眼镜品牌，是一个集三维扫描、参数设计、3D打印技术为一体的、为顾客提供精准视光配镜解决方案的个性定制眼镜品牌。如图5所示，顾客定制3D打印眼镜流程：首先选择镜框试戴，然后扫描3D人脸，最后确定下单即可。3D打印技术，可以根据个人脸型情况进行高度的定制化生产镜架，眼镜的佩戴会更加舒适和美观。传统的眼镜生产销售会需要大量的库存，期间会造成许多成本损耗。而3D打印眼镜可以减少库存，按时按需生产和销售，降低了资源损耗。

3 3D打印服饰的优势及前景

3.1 3D打印在服饰的优势

尽管受材料局限，但是3D打印出的服饰给设计师带来无限的造型创意灵感，为服装行业也带来了新的发展机会，包括以下几个方面。

3.1.1 降低成本。3D打印在服饰品设计过程中有很多优势，首先它可以简化服饰品的生产加工流程，从而降低人工成本。其次3D打印可以节省原材料的耗损，减少资金的浪费。而且3D打印技术的发展也为服饰行业带来了许多便利，对比传统的服饰制造技术，3D打印技术更具优势。对于一些造价较高、制作繁琐的饰品，3D打印不仅可以提高制作效率，还可以降低价格，让更多的人可以欣赏。

3.1.2 生态环保。现阶段的服饰的生产和加工过程中会使用到许多的固色剂和染色剂等。长时间的制作和穿着不仅不环保，而且还会对健康造成影响。而3D打印技术可以做到一次成型，提高效率的同时省去了打板、裁剪布片、缝合等工序。采用量增法而非传统的量减法，可以做到基本没有废弃物产生，减少了环境污染。

3.1.3 自由设计。随着新材料的不断研发，配合三维人体测量等技术，未来将实现自动化的“单量单裁”。消费者可以依据自身的需求选择相应的订单。传统制造工序无法完成的复杂结构，通过三维模型的建立，再复杂的形态也能通过打印机完成。尤其对于饰品行业，许多复杂美观的设计作品将更容易实现。

3.1.4 打破技术壁垒。就3D打印技术的先进性而言，已经突破了设计的界限，呈现出不同于传统服饰的视觉效果。可实现常规面料无法完成的概念，并且不再拘泥于传统的制造技术，使服饰的款式和结构更加丰富。

3.2 3D打印在服饰领域的发展前景

3D打印技术近年来新兴的一种革命性产业技术受到国际社会的广泛关注。首先大量的研发投入完善了3D打印的技术层面，使3D打印机功能更强、成本更低、速度更快。其次打印材料不断更新换代，使3D打印机的应用领域更加广泛，并且打印的设备和产品的成型方式还在不断发展。所以3D打印的发展前景广阔，相信在未来在多个不同的领域中的应用会更加广泛。

3.2.1 服饰专用的3D打印设备。目前市面上还没有针对服饰专门开发的打印设备，许多学者还致力于设备的研究。可结合3D虚拟试衣等多种相关设备进行紧密结合研究，从而提高成衣和饰品的产出效率和校准设计。

3.2.2 面向多彩多材料打印发展。现有的3D打印材料颜色较之传统的服饰色彩更为单调，许多公司还在不断开发新的线材。可拓宽材料的颜色并融合多种材料进行打印尝试，服饰品将会呈现与以往大不同的效果。

4 结语

尽管经历了若干年的发展，3D 打印技术已经逐步完善，并在诸多领域得以广泛应用，具备了制造复杂造型的能力，但应用于服饰实践仍然存在一些挑战。未来的进一步发展需要加强产学研的合作，从政策支持、应用推广、技术研发等方面共同推进 3D 打印技术在服饰设计中的应用和普及。目前3D打印技术仍在不断发展，相信随着技术的完善和市场的发展，对3D打印的材料、色彩、便捷性等方面展开进一步的研，一定能对服饰设计产业有所助力。