3D打印在服装领域中的运用

艺术与设计

2018-02-02 14:30:02

摘    要:文章主要论述了3 D打印技术的特征,以及国内外服装设计师对3 D打印技术的运用、3 D打印未来发展趋势和我国在政策上对3D打印的支持。3D打印技术从发明到投入市场仅仅35年时间,虽然发展迅速却还未能普及,特别是在服装领域的运用还处于开发阶段,随着我国对3D打印技术的开发和研究逐步加深,3D打印必将在服装以及其他生活领域遍地开花,惠及广大民众。

 

关键词:3D打印;服装;设计师;服装业

检    索:www.artdesign.org.cn

中图分类号:TS941           文献标志码:A          文章编号:1008-2832(2017)10-0092-03

 
一、3D打印技术概述

随着科技的发展,3D打印技术在制造业中发挥着无可替代作用,并成为其生产线上重要的一环。相比传统工艺它的局限性更小,更加注重个性化的需求及解决建模带来的问题,使设计变得更简便快捷。3D打印技术被广泛运用于多个领域,在医疗、建筑、航天、模具等行业常常能看到他们的身影,并取得了辉煌的成绩,只是这些在推动3D打印在民间普及的作用不是很大,3D打印技影响越来越大,将其用于日常生活物品制造中,几乎成为了所有人的共识。3D技术在世界范围的服装领域都有很大的发展,势头越来越好。

(一)3D打印技术的特点

3D打印不仅具有易于成型,操作便捷的特点,更在于它能制作三维立体的物品。它将平面的二维设计稿变成真实的三维立体产品,通过电脑运用数字模型文件,将可黏合材料物粉末,层层叠加起来,经过数道后期工艺,立体的三维物体被制造出来。

(二)3D打印技术的发展史

1984年,3D技术初现雏形,将数字资源打印成三维立体模型的技术被美国人发明并利用,3D概念由此诞生。最初,采用热溶解技术,将热塑性材料积压成型,例如:蜡、PC、尼龙、ABS等都是最先运用于3D打印实验的材料。而后工艺演变为用激光将材料粉来烤结成形,金属和陶瓷等材料首次被运用与此技术中。1993年,麻省理工大学教授把陶瓷、金属等材料变成粉末状,并用粘接剂粘黏成形。两年后,约束溶剂被喷洒到可粘结的材料粉末床,Jim Bredt和Tim Anderson这一创造性行为,为3D打印机的制造提供了可靠依据。1996年,第一台“3D打印机”在美国成功上市,14年后,第一台用3D打印的轿车制作完成,2011后年3D技术在时代的推动下飞速发展,更小更轻便的机器被研发出来,能打印的东西也越来越多,无论工业零部件还是人体器官都能看到他的身影。

(三)3D打印技术的原理

3D打印技术看似复杂,实则简单,其主要技术原理是分层和叠加,即通过逐层分割模型后又层层叠加材料来实现建造模型。首先,通过CAD、犀牛等绘图软件将设计稿中的二维作品转化为虚拟的三维模型,然后输入到3D打印机中,打印机随即将建好的虚拟3D模型进行细密的分层处理,将其变成数层单独的片状物,当软件完成对模型的所有分层步骤后,就进入了喷墨打印阶段。打印过程并不复杂,大致分为两个步骤,首先,粘性极强的胶水随着打印机向指定的区域喷洒,紧接着,将松散的材料粉末均匀的喷洒在胶水层上,在胶水的粘黏下,材料粉末迅速成型,形成一片薄薄的材料。在这样一层层材料叠加下,材料粉被慢慢黏结起来,变成最初的模型。最后对得到的初始模型进行固化、剥离处理,修正其不足之处,从而最终得到人们理想的造型。

(四)3D打印技术的对对服装设计的影响

从一定角度上来说,3D技术运用于服装领域内的设计是新时期提出的新的设计手段,对普通人来说,它是经过多年的设计经验、设计创新而总结出的新内容。它由多种设计思想融汇而成,无论今后发展到何种地步都与传统的设计思想和方法有着密不可分的关联,并具有丰富的内涵与意义。

二、3D技术的在服装设计中运用

(一)西方设计师对3D技术的运用

1.3D打印技术在服装设计中的运用

3D技术率先在国外的服装设计师中运用。Iris Ven Herpen是目前世界上3D打印服装最出名的服装品牌之一,2007年由著名荷兰新锐设计师创立。最为引人瞩目的当属“水花飞溅”的透明材质礼服,细腻复杂而立体的类似人体骨骼的服饰和“獠牙利齿”兽牙高跟鞋(图1),这些充满艺术情调的作品让人惊喜连连又叹为观止。

 

 

2.3D打印技术在配饰设计中的运用

荷兰发达的3D打印技术常年吸引着大批3D 打印技术玩家。Kyttanen 是其中最著名的3D打印制造者之一,他最先将3D打印技术投入到日常消费产品制造中。
VANINA公司是黎巴嫩著名3D打印制造商,其2015 年推出了由再生纸制造的珠宝系列,该系列名称为“概念珠宝(ConceptualJewellery)”。设计师将树叶作为灵感来源,并从中提取了树叶的天然形状。他们先软件制作出虚拟叶子的数字模型基础,然后将胶粘剂和可再生纸等原材料放入机器,最终通过Mcor 3D打印机制作出来。(图2)

 


(二)3D打印技术在国内的运用

1.3D打印技术在服装设计中的运用

国内的服装设计师如今也能熟练地运用3D技术,在他们的设计中常常见到3D技术的身影,并将其设计作品推向世界。武汉纺织大学的黄李勇教师在2014年10月梅赛德斯奔驰中国国际时装周上发布了个人服装品牌(EXCHANGE YOUR MOOD)3D打印饰品(图3),于2015年3月将3D打印的饰品在巴黎国际时装周上展出,推出了3D打印的系列饰品,受到消费者及业界人士的高度关注。

 


2.3D打印技术对科研影响

随着我国3D技术的发展,3D打印技术对我国的影响也在逐步加深。2013年,南京成立了中国第一家以3D打印为主的研究院:中国3D打印研究院,这预示着更多的高科技3D作品将会打上中国制造的标签;华中科技大学的META设计工作室也一直致力于设计,研发与制作更多新的3D产品;清华大学硕士于俊杰发表的课题,“3D打印技术在饰品设计中的美学探索”课题更是受到广泛关注,相信中国未来会拥有越来越多的3D科研成果。

3.国家政策对3D打印技术的影响

在国家政策方面:2016年3月,北京召开了全国增材制造标准化技术委员会成立大会以及增材制造产业发展座谈会,预示着已经将3D打印纳入了国标。2016年5月下旬,在北京人民大会堂连续召开了中国科学院第十八次院士大会、全国科技创新大会和中国科学技术协会第九次全国代表大会、中国工程院第十三次院士大会。据内部消息透露,习主席特意在报告中提到了3D打印技术在国内的发展和前景,这虽然不是实质性的内容,我们也可以从中得到一种风向,3D打印快速发展的时代要就来临了。

三、3D技术在国内外服装市场中的运用

一种技术的价值,并不是单纯看它能不能产生漂亮的产品,更重要的是看它能不能为社会带来利润,能不能造福广大人民群众。3D技术只有短短35年的历史,却发展迅速,广泛的运用到社会的各个领域,在服装领域的运用还没有大面积展开,但是已经有一些公司开始尝试把3D技术在服装领域向用户推广,并且获得丰厚利润和社会的广泛好评。
Janne Kyttanen创作了一系列免费而新潮的坡跟女鞋3D模型数码文件。用户们可以3D System旗下的3D打印网站网上下载文件,勾选需要的鞋码数,挑选他们喜欢的款式,调制中意的颜色,只需要67小时的制作时间,就能拥有跟电脑里一模一样的定制高跟鞋!(图4)

 

 

四、3D技术的优势和劣势

(一)3D技术的优势

3D打印技术一个很大的优势就是直接将产品从计算机里搬出来,不需要其它的再加工,这就意味着可以将研发周期大大缩短,节约了大量生产成本。3D打印技术还有打印复杂结构、突破设计上限、产品一体化成型等优势。
3D打印超强的可塑性使得它制造业中展现出巨大的优势,传统制造业无法解决的问题,3D技术都能轻松解决,尤其是处理一些有大量曲面的零部件。例如加工一些复杂的几何体模型,使用传统机器制作,除了花费时间更长,还需要昂贵的5轴以上的加工轴心去制作。而对于3D打印而言,这种部件制作难度非常小,就如制作一个简易扳手那样容易,并且制造的零件还有传统零件无可比拟的优点:合理的强度和极轻的重量。针对这一优势,我们不难看出,拓宽3D打印的范围将是未来研发的重要趋势。

(二)3D技术的劣势

3D打印技术还具有超强的零件整合的功能。传统制作过程中,由于技术的限制,往往需要将一个物品拆分成多个零碎的零件制作,尤其是那些内部构造特别杂乱的产品,比如液压阀这类有沟道的零件,生产期耗时长,且对组装要求十分严格。多个零碎的零件能通过3D打印技术整合为一个部件,缩短了组装速度,工厂的生产效率被大大提高。近年来,液压缸液压阀整合一体的液压元件被液压缸气阀生产商MOOG公司研发出来,并投入使用,3D打印技术的超强整合性队无疑为制造业投下一颗重磅炸弹,影响深远。
3D打印技术现阶段急需要解决的是打印材料的单一化问题。目前比较常见五种工艺有:3D打印工艺熔融沉积制造技术(FDM)、叠层实体制造技术(LOM)、光固化成型技术(SLA)、三维印刷成型技术(3DP)、选择性激光烧结技术(SLS)。而其中最常见的则是FDM,这种工艺的可适用的材料最多,尤其是PLA使用很多,现在要研究怎么优化工艺,用最精准的材料,打印出最优质的产品。3D打印技术的最大问题是可打印材料的局限性太大,但现在不仅可以用陶瓷来打印,用金属也可以,最近新闻上说的最多的是金属激光烧结3D打印技术。

 

五、小结

新锐设计师Janne Kyttanen对3D技术的未来发展有自己独到的简介,他说“未来,3D打印技术将随处可见,成为日常生活的必须品,消费者们足不出户就能生产出自己需要的产品。而市场也会被3D技术激发出更多的活力,而如何研发更优秀的设计模板供消费者使用则是未来设计师应该思考的问题。”
正如他所言,各种产品制作过程变得越来越高效、制作周期更短,社会节奏加快,而人们会越来越多的将眼光投入到设计本体,而作为现代设计师更应该开始思考如何利用现代的高科技,将创意思维变成现实,唯有不断改变才能创作出更好的作品。■(黄李勇, 胡雨霞   湖北工业大学)

 

 

 

参考文献:

[1] 刘美辰.3D打印与首饰设计关系研究[J].中国地质大学学报, 2015(2).

[2] 吴树玉.3D打印首饰之艺术观[J].宝石和宝石学,2015(9).

[3] 李琳.3D打印技术在现代首饰设计中的应用[J].设计 ,2014.(9).

[4] 郭雪松.中西服饰审美文化溯源与比较[D]. 苏州:苏州大学,2009.10.

[5] [日]山本耀司.做衣服[M].北京:化学工业出版社,2014.5.

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