劉優(yōu)昌

（青島市纖維紡織品監(jiān)督檢驗研究院，山東 青島266061）

1 引言

3D打印也叫作增材制造、逆向工程、快速成型等，它是以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料等特殊材料進行逐層堆積黏結(jié)，最終迭加成型，制造出實體產(chǎn)品［1］。3D打印有別于傳統(tǒng)制造業(yè)，是從計算機建立的模型開始逐步的堆積制造，不僅節(jié)省了大量材料，使得復雜產(chǎn)品制作能夠容易實現(xiàn)，更極大地縮短產(chǎn)品的研制周期，在科學教育、工業(yè)制造、產(chǎn)品創(chuàng)意、工業(yè)美術等方面有廣泛的應用前景和巨大的商業(yè)價值。

服裝作為衣、食、住、行里重要的一部分，擁有不容忽視的地位，而人們對服裝的需求越來越個性化、多元化，大批量、單一設計元素產(chǎn)品難以滿足消費者。如今，時尚信息的傳播十分迅速，對消費者的購物意向影響明顯，服裝作為生產(chǎn)和銷售量巨大的工業(yè)產(chǎn)品，需作出快速反應。3D打印的高仿真度，圖案、色彩、紋理豐富等特點，使其成為成衣設計的有效手段。

2 3D打印材料

3D打印最早可以追溯到19世紀末的“照相雕塑和地貌成形技術”。但直到20世紀80年代，3D打印技術才真正得以產(chǎn)業(yè)化應用。究其原因，打印材料的匱乏是制約其發(fā)展的根本因素。目前，3D打印材料有一百多種，具體可分為四類：金屬材料、陶瓷材料、聚合物材料和復合材料，市面上常見的主要為熱塑性塑料、共晶系統(tǒng)金屬、可食用材料、合金、鈦合金、不銹鋼、鋁、熱塑性粉末、金屬粉末、陶瓷粉末、石膏、紙、塑料薄膜、光硬化樹脂等。這些材料中，跟服裝關系最密切的是聚合物材料，其中最具代表性的為EP、ABS和PLA，EP即彈性材料，由Shapeways公司研制，其可塑性比較強，打印出的產(chǎn)品具有相當好的彈性，可以任意變化形狀，因此多用于服裝、服飾中；ABS主要從化石燃料中提取，是3D打印最常見的熱塑性塑料。該材料具有良好的強度、柔韌性及抗高溫性能，所以在工業(yè)領域運用得較為廣泛；PLA俗稱聚乳酸，是一種新型的生物基、可再生、可生物降解材料，由植物（如玉米）中提取出的淀粉制成，不會造成環(huán)境污染。3D打印材料與傳統(tǒng)材料相比更環(huán)保。一般情況下，材料使用之后還能夠回收再利用。目前，3D打印服裝主要有3D打印比基尼、3D打印織物組織、3D打印運動鞋等。

3 3D打印服裝彰顯個性與時尚

3D打印技術與服裝的結(jié)合，對服裝個性化設計、生產(chǎn)甚至銷售都是一次巨大的變革。新銳時裝設計師伊里斯·凡·赫本，于2010年的阿姆斯特丹時裝周上首度發(fā)布了以3D打印方式創(chuàng)作的“結(jié)晶”主題時裝［2］，3D打印由此正式進入時尚設計界，引領時代潮流。2011年初赫本在巴黎時裝周上展現(xiàn)的空想系列更為多元化，在同年七月的巴黎高級時裝展上的作品則更是令人驚艷，赫本開創(chuàng)了全球時尚界的新時代。

2012年著名時裝設計師Mary Huang和3D模型專家Jenna Fize制作出世界首款3D打印比基尼“尼龍12”，該款泳衣以尼龍為材料［3］，選擇性激光燒結(jié)技術打印，然后再進行無縫拼接。該款3D打印泳衣是多種大小造型不同的圓形薄片利用繩子連接而成，可以通過改變這些薄片的多少、大小、分布、形狀以及彼此之間的連接形式，來改變泳衣的柔軟性、牢固性和彈性。

2012年，美國Digital Art Zone推出了GenesisTM Supersuit，這是一款使3D服裝發(fā)生徹底改變的創(chuàng)新產(chǎn)品，它能夠創(chuàng)作幾乎無限量的服裝設計。利用先進的渲染技術，用戶可以添加大量素材，包括貴金屬和毛皮。這個產(chǎn)品系列提供了針對幻想作品、超級英雄和科幻小說的各種預設服裝，用戶也可以根據(jù)自己的想象創(chuàng)建服裝。

2013年，服裝設計師 Micheal Schmidt和建筑設計師Francis Bitont在美國三維打印公司Shapeways的協(xié)助下，以尼龍粉末為原材料制作推出了世界上首款全鉸鏈式3D打印黑色晚禮服，其骨架完全根據(jù)身材的比例模擬，共有17個獨立構(gòu)件，包含有近3000個獨特的鉸鏈接頭。

瑞士洛桑時尚設計團隊使用3D打印技術為客戶量身定制內(nèi)衣，他們設計的3D打印內(nèi)衣極具想象力，通過點、線、面的完美結(jié)合，勾畫出一個個精美的圖案。

2016年，首屆廈門國際3D打印時尚藝術節(jié)上，南京藝術學院設計學院與LCD、Soyeon Lee、梁啟揚、宋博文、維歐國際藝術教育聯(lián)盟五位3D打印設計師及設計單位帶來了充滿震撼力與科技感的3D打印服裝設計作品，配合模特的展示，將天馬行空的創(chuàng)意造型和各式各樣的前衛(wèi)材料展現(xiàn)在人們眼前，為3D打印技術在時尚設計領域的應用與推廣，提供了新的動力。

4 3D打印服裝技術的優(yōu)勢

4.1 生態(tài)環(huán)保

按照 Oeko－Tex Standard 100（國際紡織品生態(tài)研究和檢驗協(xié)會）的要求，國際上對紡織服裝有明確的生態(tài)環(huán)保指標規(guī)定，傳統(tǒng)服裝生產(chǎn)工藝中會用到防靜電劑、染色用固色劑、柔順劑、防霉劑、防腐劑、染料助劑以及各種整理劑等［4］，這些助劑都會對紡織服裝的安全性、健康性、生態(tài)性造成影響。采用3D技術打印服裝，首先原材料大部分都是可以降解的。其次產(chǎn)品的加工是程序化完成的，加工人員只需要在產(chǎn)品打印完之后進行組裝、縫合或者后整理即可，省去了部分生產(chǎn)工藝，從而減少了服裝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的危害。最后95%～98%的廢料都可回收利用，因而生產(chǎn)的服裝更加生態(tài)、環(huán)保、安全。

4.2 節(jié)約成本

3D打印制造工藝流程短，與傳統(tǒng)的加工制造相比，可以降低約50%制造費用和縮短70%的加工周期，實現(xiàn)設計制造一體化和復雜制造。而且一旦產(chǎn)品在使用過程中出現(xiàn)損壞，可及時進行修補或替換，簡單方便，節(jié)約成本。

4.3 造型能力強

很多服裝設計理念受制于技術條件，難以真實地展現(xiàn)出來，尤其難以完成復雜設計的制作，而3D打印通過準確建模與精細加工，完全可以滿足設計師對模型精準度和復雜性的要求，實現(xiàn)設計理念、構(gòu)思的完整呈現(xiàn)，助力服裝設計的發(fā)展。

4.4 個性化定制

個性化服裝需求量日益增大，但單個品種的訂單量比較小，這種特點和3D打印擅長的小批量非標準件快速成型高度契合。3D打印可借助三維掃描技術獲取人體模型再進行產(chǎn)品設計，能確保最終產(chǎn)品高度符合個體特征，確保個性化定制達到最佳性能，創(chuàng)造出不一樣的使用效果。

5 結(jié)語

科學與時尚的結(jié)合已成為新時代紡織服裝最主要的特征，3D打印技術不僅能提供一種全新的服裝設計生產(chǎn)方式，還可讓消費者根據(jù)自己的興趣、喜好、想象設計、制作服裝，隨著3D打印技術與服裝產(chǎn)業(yè)的深度融合，3D打印服裝的市場前景十分可觀。