3D打印技术在服饰设计中的应用

杨予 李正

摘要：3D打印即快速成型技术，其特点在于能够将传统工艺无法实现的造型结构通过立体打印技术一次成型，不仅减少了制作的时间，更能让设计师们的无限创意得以实现。随着经济的的发展与科技的进步，各个领域与3D打印技术的结合逐渐成为一种趋势，也包括服饰设计领域。本文从3D打印技术的概述、3D打印技术在服饰设计领域中的应用，以及3D打印服装的优势、发展和局限几个方面来解读3D打印技术与服饰设计的关系，展望未来行业的发展。

关键词：3D打印技术;服饰设计;创新应用

在工业文明的发展史上，如何革新技术是一个相当重要的课题。在服饰设计领域中，为了鼓励技术的创新和应用，必须大力推动科技的发展，增强各类创新意识，展开各项培训，使服装设计师的思维灵感更加多元化，缺一不可。那么对于服装行业来讲，如何改变传统的服装模式，如何利用新的技术来推动服装设计的发展，这些都是值得我们探索的问题。

3D打印技术就是在这样的背景下应运而生的新技术之一，它与服饰设计的结合或将带来整个服饰设计与制造行业的巨大变革。

一、3D打印技术的概述

（一）3D打印技术的基本概念

3D打印技术的最早起源可以追溯到19世纪中期，当时这种前沿的技术流行于欧美国家，主要应用在专业化的工业设计与生产方面。由于它的技术特性，也被称为“快速成型”技术。直到20世纪90年代中期，人们对“快速成型”技术的认知度逐渐提升，才被定义为3D打印技术。

1、3D打印技术的概念

3D打印也被称为立体打印或三维打印，是增材制造技术中的一种。它通过电脑三维软件来构建数字模型，结合相适应的可粘合材料，如粉末状金属或塑料等，以逐层打印的方式来实现物体的构造。从制造工艺的角度来看，它与传统的对原材料进行切削剥离的“减材制造”方法截然相反。

2、3D打印技术的过程与方法

3D打印的过程主要有以下几个步骤：首先在电脑蓝图的基础上，通过建模三维软件对数字模型进行设计;接着将数字模型传回3D打印机器中，根据模型的标准和要求设置相应的材料、速度等参数;最后打印出所需的物品实体。

在服饰设计领域中，由于各类服装的需求不同，3D打印方法可以划分为多种不同的技术，经常用到的打印方法主要有两种：SLS法和FDM法。SLS法是指激光粉末烧结工艺，它适合设计复杂、自由度较大的产品，成品表面不容易产生基层纹理，但是，为了不浪费粉末，这种方法所选用的设备体积一般较大，设备成本较高，同时对设备操作人员的熟练度有一定的要求。FDM法是指熔融沉积制造工艺，采用的材料一般是丝状热塑性材料，如蜡、ABS、尼龙等，成型效率高，维护成本低。

（二）3D打印技术的应用领域

从20世纪90年代美国诞生第一台商业化的3D打印机开始，3D打印技术迅速发展，短短的30多年，就已经被广泛地应用于各行各业。最先应用这项技术的是工业制造领域中的航天航空专业，其次是生物技术领域中的医疗行业以及文化创意领域。

在各类行业领域中，服饰设计与3D打印技术结合的时间较晚，但其发展速度却很快。通过3D打印服装技术，人们对服装的审美性、环保性和对服饰的个性化要求都可以得到实现。

（三）3D打印材料

3D打印技术使用的材料有许多种，大致上可以分为四类：陶瓷材料、金属材料、复合材料和聚合物材料。其中，聚合物材料和服装设计的关系最为密切，比如有代表性的EP、AB、PLA等。EP指的是弹性材料，用该种材料打印出来的产品可以任意变化形状，可塑性较强，因此多用于服饰设计;ABS是一种在工业领域广泛应用的热塑性材料，具有强度高、韧性好、抗高温的特点，易于加工成型;PLA俗称聚乳酸，是一种新型的可再生生物材料，不会造成环境污染。3D打印的材料是今后材料发展的必然趋势，它不同于传统材料，一般在使用后都可以回收再利用，相比之下更加环保。

3D打印服装易于受到打印材料与技术的影响，或注重视觉效果，或注重穿着舒适度，在统一两者时有一定难度。但合理利用以上材料和打印工艺可以使设计出来的服装同时具有视觉性和实穿性。

二、3D打印技术在服饰设计中的应用

2010年，荷兰时装设计师Iris Van Herpen以光敏树脂为材料，采用光固化3D打印技术设计了一系列礼服，并在阿姆斯特丹时装周上进行了发布，引起了轰动，3D打印由此正式进入时尚界，开启了与服装结合的设计潮流，也因此，该设计师被誉为3D打印服装技术的先驱者和创新者。

2013年，时装设计师Micheal Schmidt和建筑设计师Francis Bitont以 尼龙粉末为原材料，推出了世界上首款全铰链式3D打印黑色晚禮服。它被称为“未来主义的黑礼服”，其构造相当复杂，共有17个独立构件拼接而成，包含近3000个独特的铰链接头。

2014年，一家名为“神经系统”的设计工作室制作出一款能像真正的织物一样自由摇摆的3D打印裙子。该技术使用了一款名为Kinematics的定制软件，将最新的3D技术与折纸工艺结合起来，最大限度地使打印出来的裙子质地接近普通布料，穿着贴身而有形。这是3D打印服装的一大突破，通过结构的变化达到一定程度的服装可穿性。

2015年，Chanel首席设计师“老佛爷”也将 3D 打印技术运用到服装中，并登上时装周舞台。这标志着3D打印技术不再仅仅被高级定制的工作室关注，同时也吸引了世界著名企业的设计师的加入。

2017年，阿迪达斯与Carbon公司合作，利用公司领先的液态3D打印技术，仅用20分钟左右即可打印一只鞋底，由此对Futurecraft 4D 运动鞋进行批量生产，实现个人定制运动鞋的限量生产。

2019年，Stratasys的3D打印系列在纽约时装周亮相，通过添加聚合物的方式，展示了直接在面料上进行3D打印的新颖技术。

在我国，3D打印服装在技术水平、技术标准及生产方面虽然仍落后于发达国家，但近几年，随着国内市场的发展和研发的投入，相关范畴的组织和院校都开始全力以赴地研究3D 打印技术及其应用。比如在2014年的青岛时装周上，发布了两款3D打印时装，就引起了人们的高度关注。

三、3D打印服装技术的创新与优势

3D打印技术相比传统的服饰设计生产技术有显著的优势，它与服饰的结合，将会为服饰设计行业带来一系列的革新。

从设计的角度来看，3D打印服饰通过准确建模与精细加工，可以满足设计师对产品的复杂性要求，使其设计构思和理念得到完整呈现，有利于推动服饰设计行业的发展[1]。

从市场的角度来看，3D打印技术可以借助三维扫描准确地获取人体模型参数再进行产品设计，从而最大限度的确保服装符合人体特征，以满足目前市场对于服装个性化、定制化生产的需求。

从生产的角度来看，将3D打印技术应用于服装生产线，能缩短产品研发周期、节省原材料、提高生产效率，降低生产成本[2]。

从产业的角度来看，3D打印技术能在一定程度上改变制造业的生产方式，大力促进服装制造产业的转型升级。

四、3D打印服装技术的局限性与发展性

服装制造业对3D打印技术有着极高的期望。很多人希望这项技术在服装领域的运用能够像在工业制造领域一样结出硕果，希望能借助它实现服装的快速生产模式和个性化定制。但就目前的3D打印技术来说，距离这个目标还有很长的一段路要走。

（一）局限性

1.成本方面。虽然3D打印理论上已经可以完成任何大小和质感的服装，但其高昂的成本让这项技术很难全面地进入服装市场。

2.技术方面。现有的服装设计师一般都采用平面二维的设计方法，如果要和3D服装技术相结合，就需要设计师能够熟知相关的3D建模软件即操作，并且和建模师有良好的沟通。从二维设计过渡到三维，其实现的时间差是3D打印服装的又一局限。

3.推广方面。3D打印是通过机器实现的技术，理论上可以应用于个人和家庭，但一般用户无法实现自主建模，因在大众使用方面具有局限性。

4.版权方面。3D打印技术中的扫描技术可以精确地扫描任何复杂的服装并打印，这让服装设计版权很容易受到侵害，一定程度上增加了版权保护的难度。

（二）发展性

首先可以预想的是，3D打印服装在价格上会逐渐被大众所接受。随着社会基础硬件设施和软件条件的发展，越来越多的社会力量会对3D服装进行投资和生产，便可支撑起3D服装产业商业链循环，成本自然会降低。再加上技术的愈发成熟和新型材料的研发应用，都可以有效地降低3D打印服装的成本，使其应用更加广泛。

其次，3D打印服装技术的难度会借助其他技术而逐渐降低。比如香港理工大学研发的虚拟机器人模型，它可以通过计算机输出各种参数数据的人体类型，在人体上进行虚拟试衣，从而节省3D服装设计过程的时间与人力消耗，降低建模的技术难度。

再者，3D打印服装的版权问题会越来越受到重视和保护。上文已提及3D打印服装可能会侵害到服装设计的版权问题，因此在普及3D打印服装的同时，也要进行严格的监管，对于没有购买使用权的3D服装产品，机器打印程序将无法进行扫描和生产。

四、结语

3D打印对于人类社会的贡献是有前瞻性的。在服装设计领域，3D打印已经应用于服饰及配件的制作，如裙子、帽子、首饰等。虽然目前来说3D打印的材料和技术还没有达到接近和超越现有服装面料的程度，但它的出现已经给我们的观念带来了很大的启发，尤其是增材设计的理念。因此我认为3D打印虽然不可以规范服装设计的未来，但它可以给服装设计带来不一样的未来。

参考文献：

[1]常萍.3D打印技术在服装设计中的应用[J].纺织报告，2019（1）：52-55.

[2]文俊，马永超.3D打印技术在服饰表现中的设计运用分析[J].科研，2016（1）：130-131

作者简介：杨予，女，汉族，江苏苏州人，苏州大学艺术设计硕士研究生，研究方向：服装设计。

通訊作者简介：李正，苏州大学艺术学院教授、博士生导师。