紡織服裝產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的3D打印技術(shù)及其運(yùn)用

胡 佳

（江西服裝學(xué)院 江西省現(xiàn)代服裝工程技術(shù)研究中心，江西 南昌 330200）

近年來(lái)，3D技術(shù)的重要產(chǎn)物已經(jīng)發(fā)展到制造業(yè)的高層次領(lǐng)域中，而3D打印技術(shù)的研發(fā)使這項(xiàng)技術(shù)在服裝領(lǐng)域成為重要的輔助手段，可以直接完成身材測(cè)量、平面材質(zhì)選配、制版和編織工作。從技術(shù)層面的特征來(lái)看，3D打印技術(shù)將進(jìn)一步替代傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，借助技術(shù)手段降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、批量化生產(chǎn)。

1 基于3D打印技術(shù)的紡織服裝產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求

1.1 突出定制化和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)需要

3D打印技術(shù)在服裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為服裝的定制化，將設(shè)計(jì)過(guò)程從平面角度轉(zhuǎn)向立體角度，以更加動(dòng)態(tài)化和全面化的方式處理服裝設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。具體來(lái)看，就是將服裝設(shè)計(jì)的全過(guò)程進(jìn)行細(xì)化，無(wú)論是面料選擇還是服裝設(shè)計(jì)手法，都應(yīng)該從工藝方面尋求突破和創(chuàng)新，借助虛擬現(xiàn)實(shí)和無(wú)縫成衣技術(shù)，在造型結(jié)構(gòu)工藝和色彩工藝上尋求突破，滿(mǎn)足多層次的審美形態(tài)和款式需求?；跁r(shí)代發(fā)展和市場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化，將技術(shù)設(shè)計(jì)與審美體驗(yàn)相融合，豐富服裝設(shè)計(jì)層面的視覺(jué)語(yǔ)言，突出服裝定制化的個(gè)性化和實(shí)用性特點(diǎn)。以某些著名的3D打印技術(shù)為例，如2016年的時(shí)裝周上，呈現(xiàn)了質(zhì)感柔軟的3D打印服裝，實(shí)現(xiàn)了人體曲線和服裝的深度結(jié)合，突出了服裝的實(shí)用價(jià)值和觀賞價(jià)值[1]。

1.2 突出美學(xué)層面的設(shè)計(jì)要素

紡織服裝產(chǎn)品不再僅滿(mǎn)足人體的基本穿著，人們更加追求美學(xué)層面的元素，這一點(diǎn)在服裝設(shè)計(jì)中體現(xiàn)得更加明顯。作為服裝設(shè)計(jì)人員，應(yīng)該在理解美學(xué)概念的前提下，在3D打印過(guò)程中突出設(shè)計(jì)美感，面向?qū)I(yè)化和廣大消費(fèi)者群體融入技術(shù)要素。例如在設(shè)計(jì)服裝時(shí)，色彩作為最關(guān)鍵的因素會(huì)直接影響服裝的風(fēng)格和潮流，所以在色彩選擇上，應(yīng)該使用像素噴墨法或水文轉(zhuǎn)印法等技術(shù)來(lái)改善并調(diào)節(jié)顏色，進(jìn)而在服裝的實(shí)用性和外觀層面進(jìn)行大規(guī)模的調(diào)整。

1.3 修飾性要求

修飾性要求指的是使用3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)紡織服裝。一方面要對(duì)人體進(jìn)行修飾，另一方面也要對(duì)服裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾。例如2013年，維多利亞秘密內(nèi)衣秀當(dāng)中出現(xiàn)的3D打印內(nèi)衣作品，結(jié)合了柔軟材料和水晶材料，結(jié)合配件搭配，突出了人體形態(tài)特點(diǎn)。

2 3D打印技術(shù)在紡織服裝產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 設(shè)計(jì)前期階段

設(shè)計(jì)前期階段的重要工作在于對(duì)人體數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，展開(kāi)數(shù)字化選材，以減少資源浪費(fèi)的問(wèn)題。對(duì)于紡織服裝產(chǎn)品而言，實(shí)際生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是確保服裝與人體之間的契合度，使服裝具有舒適性。這需要設(shè)計(jì)師提前了解消費(fèi)者的體貌特征，并借助專(zhuān)業(yè)的三維掃描設(shè)備，精確測(cè)量出不同身體特性人群的各個(gè)部位的細(xì)微差別。傳統(tǒng)的尺碼只能給出大概的參考范圍，并不能真正實(shí)現(xiàn)量體裁衣?，F(xiàn)階段，利用數(shù)據(jù)校驗(yàn)系統(tǒng)，可以讓設(shè)計(jì)者直接定位不同的客戶(hù)人群，甚至對(duì)某些小批量人群也可以進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，完成私人定制。具體來(lái)看，可以在確定訂單之前，根據(jù)人體的體貌特征，按照消費(fèi)者的喜好合理修改，最終得到三維基礎(chǔ)模型，避免傳統(tǒng)制造領(lǐng)域反復(fù)試穿并調(diào)整的麻煩。在鎖定目標(biāo)人群的基本尺碼和身高胸圍等信息之后，為避免資源浪費(fèi)，需按照客戶(hù)的設(shè)計(jì)意圖完成基礎(chǔ)的服裝模型創(chuàng)建和材質(zhì)渲染等，在完成基本選型和材質(zhì)搭配之后，再完成初期階段的設(shè)計(jì)工作[2]。

2.2 設(shè)計(jì)中期階段

在設(shè)計(jì)中期階段，同樣可以借助3D打印技術(shù)進(jìn)行全方位保證。在傳統(tǒng)的服裝設(shè)計(jì)過(guò)程中，完成基礎(chǔ)設(shè)計(jì)后，需要讓客戶(hù)進(jìn)行試穿，然后根據(jù)他們的需求和大小舒適度等反復(fù)多次修改和調(diào)整，進(jìn)而會(huì)因?yàn)樾Ч贿_(dá)標(biāo)而無(wú)法達(dá)到用戶(hù)的滿(mǎn)意閾值，甚至導(dǎo)致訂單被取消。這也是傳統(tǒng)服裝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的一大弊端，限制了傳統(tǒng)服裝設(shè)計(jì)的發(fā)展。通過(guò)3D虛擬樣板設(shè)計(jì)可以在虛擬的空間內(nèi)完成，當(dāng)裁剪加工之后，將經(jīng)過(guò)技術(shù)處理的貼圖附著在設(shè)計(jì)樣品上，在虛擬空間內(nèi)渲染出同比例的樣品圖片，點(diǎn)擊試穿之后，就能在虛擬人體模特上呈現(xiàn)并施加一些動(dòng)力學(xué)命令。例如可以模擬出一些手臂下垂或走路時(shí)的著裝效果，或是人在彎腰和蹲起時(shí)著裝的舒適性變化等，在視覺(jué)上體現(xiàn)出服裝特性[3]。

長(zhǎng)期以來(lái)，服裝生產(chǎn)環(huán)節(jié)的修改是生產(chǎn)中的重要問(wèn)題，反復(fù)修改不僅會(huì)浪費(fèi)大量的人力物力，還會(huì)影響客戶(hù)和訂單方之間的關(guān)系。在3D打印技術(shù)的幫助下，虛擬制衣方式可以在中期設(shè)計(jì)階段完全通過(guò)電腦設(shè)備完成并進(jìn)行數(shù)據(jù)更改，修改材質(zhì)和款式后，可呈現(xiàn)出不同光線和角度下服裝材質(zhì)的具體效果，進(jìn)而可以模擬出加工生產(chǎn)過(guò)程，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，減少加工環(huán)節(jié)的人力資源消耗，為后續(xù)的服裝配置節(jié)省開(kāi)支和創(chuàng)造價(jià)值。

2.3 設(shè)計(jì)后期階段

設(shè)計(jì)后期階段指的是實(shí)際的技術(shù)生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，服裝質(zhì)量和最終銷(xiāo)量之間有著密切的聯(lián)系。依托3D打印技術(shù)的支持，可以提升服裝生產(chǎn)效率和工藝創(chuàng)新水平。目前，市面上可以看到的所有材料都可以利用3D專(zhuān)屬設(shè)備完成打印工作，讓計(jì)算機(jī)軟件站根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)等比例還原物品特性，模型的精細(xì)程度決定了物品的真實(shí)度和外形特征，可高度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求[4]。設(shè)計(jì)者只需要根據(jù)三維模型就能了解服裝的基本特點(diǎn)和打印要求。例如在生產(chǎn)換季服裝之前，首先在網(wǎng)絡(luò)上做好虛擬的技術(shù)規(guī)劃，其次在得到客戶(hù)的認(rèn)可之后再進(jìn)行批量生產(chǎn)，效果必然優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。

3 研究案例分析

某客戶(hù)為25歲白領(lǐng)女性，剛剛步入職場(chǎng)，對(duì)高科技產(chǎn)品的接納程度較高，在個(gè)人形象與服裝定制需求方面，需要根據(jù)其個(gè)性化的審美觀念來(lái)確定?？蛻?hù)希望能定制出與日常生活有區(qū)別的造型，以夸張為主要特征。所以從整體形象來(lái)看，需要先對(duì)人體的五官體型和輪廓進(jìn)行形象風(fēng)格分析，并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行歸納總結(jié)，為3D打印技術(shù)的應(yīng)用提供參考依據(jù)。

3.1 整體分析

整體分析階段包括3個(gè)方面的內(nèi)容：一是風(fēng)格分析，二是色彩分析，三是形象分析。風(fēng)格分析主要是對(duì)人體的局部邊緣和輪廓進(jìn)行判定，包括眼睛、眉毛、鼻子等特征與服裝風(fēng)格之間的關(guān)聯(lián)性，確定最佳服裝風(fēng)格設(shè)計(jì)模式[5]。從風(fēng)格定位角度來(lái)看，年輕群體對(duì)于服裝的需求應(yīng)該以現(xiàn)代感為主，而色彩方面則需要結(jié)合人體膚色和色彩類(lèi)型展開(kāi)設(shè)計(jì)。一般情況下，亞洲女性的膚色較淺且發(fā)色比較深，適合暖色且顏色飽和度較高的衣物。一些具有時(shí)尚現(xiàn)代氣息的服裝類(lèi)型具備醒目和夸張的特性，與客戶(hù)的形象相得益彰。

3.2 3D打印服裝產(chǎn)品定制方案

從整體形象來(lái)看，由于風(fēng)格和色彩定位已經(jīng)確定，在造型設(shè)計(jì)上要結(jié)合某些藝術(shù)元素，讓服裝款式設(shè)計(jì)在保留華麗形象的同時(shí)具備創(chuàng)新性，選擇更加前衛(wèi)和大氣的服裝類(lèi)型，襯托著裝者的形象和氣質(zhì)。在色彩方面，以華麗的顏色配合植物花紋，體現(xiàn)出女性的柔美，再通過(guò)3D打印技術(shù)增加服裝的層次感。

3D打印模型制作首先要確定尺寸和建立三維人體模型，將其作為設(shè)計(jì)的輔助參考。建模設(shè)計(jì)框架部分使用Spline先進(jìn)行放樣，得到立體基礎(chǔ)模型后再轉(zhuǎn)換編輯，將不同的單體模型合并為模型組，生成完整閉合模型[6]。將制作好的人物形象和定制產(chǎn)品數(shù)據(jù)應(yīng)用于虛擬的數(shù)字模型上，將復(fù)雜的細(xì)節(jié)部分再次進(jìn)行渲染和演算，此時(shí)使用3D MAX軟件來(lái)對(duì)形象產(chǎn)品進(jìn)行細(xì)節(jié)部分的處理，將一些對(duì)精度要求較高的部分展開(kāi)綜合設(shè)計(jì)，完成復(fù)雜模型的制作過(guò)程，最后以STL格式將模型導(dǎo)出。

將STL格式的打印模型文件在軟件中打開(kāi)后調(diào)整參數(shù)，回到打印軟件中完成測(cè)試，確保微縮打印產(chǎn)品能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。在1∶1打印結(jié)束之后，取出3D打印半成品，對(duì)其進(jìn)行加工和增效處理，按照客戶(hù)需求綜合設(shè)計(jì)顏色和材質(zhì)效果。

3.3 3D打印技術(shù)效果

將3D打印技術(shù)應(yīng)用于服裝設(shè)計(jì)，完成整體的人物形象服裝制作，將化妝技術(shù)和發(fā)型技術(shù)綜合融入之后，可以為客戶(hù)選擇簡(jiǎn)單優(yōu)雅的造型，與整體服裝相呼應(yīng)，進(jìn)而將各種創(chuàng)意真實(shí)、形象地應(yīng)用于紡織服裝產(chǎn)品的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，按照客戶(hù)的需求利用三維制作技術(shù)，滿(mǎn)足其多層次的審美需要[7]。需要注意的是，由于服裝類(lèi)型眾多，且紡織服裝產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)品種的要求較高，在后續(xù)的工作中，可以選擇更多的品種完成設(shè)計(jì)研究，讓設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)具有普遍性，并且融入3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，例如選擇更多的3D打印材料等。

4 結(jié)語(yǔ)

3D打印技術(shù)在當(dāng)前的紡織服裝產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了有效應(yīng)用，無(wú)論是從外觀還是技術(shù)角度來(lái)看，都實(shí)現(xiàn)了突破和創(chuàng)新。3D打印技術(shù)的推廣使服裝行業(yè)具有良好的發(fā)展前景，將這種技術(shù)應(yīng)用于今后的生產(chǎn)實(shí)踐環(huán)節(jié)，能在節(jié)省材料的同時(shí)提升工作效率，彰顯現(xiàn)代服裝設(shè)計(jì)的魅力。