纺织服装产品设计中的3D打印技术及其运用

2021-12-02胡佳

纺织报告 2021年12期

胡佳

（江西服装学院江西省现代服装工程技术研究中心，江西南昌 330200）

近年来，3D技术的重要产物已经发展到制造业的高层次领域中，而3D打印技术的研发使这项技术在服装领域成为重要的辅助手段，可以直接完成身材测量、平面材质选配、制版和编织工作。从技术层面的特征来看，3D打印技术将进一步替代传统产业发展模式，借助技术手段降低生产成本，实现大规模、批量化生产。

1 基于3D打印技术的纺织服装产品设计要求

1.1 突出定制化和产品结构需要

3D打印技术在服装设计中的应用主要表现为服装的定制化，将设计过程从平面角度转向立体角度，以更加动态化和全面化的方式处理服装设计的细节。具体来看，就是将服装设计的全过程进行细化，无论是面料选择还是服装设计手法，都应该从工艺方面寻求突破和创新，借助虚拟现实和无缝成衣技术，在造型结构工艺和色彩工艺上寻求突破，满足多层次的审美形态和款式需求。基于时代发展和市场动态变化，将技术设计与审美体验相融合，丰富服装设计层面的视觉语言，突出服装定制化的个性化和实用性特点。以某些著名的3D打印技术为例，如2016年的时装周上，呈现了质感柔软的3D打印服装，实现了人体曲线和服装的深度结合，突出了服装的实用价值和观赏价值[1]。

1.2 突出美学层面的设计要素

纺织服装产品不再仅满足人体的基本穿着，人们更加追求美学层面的元素，这一点在服装设计中体现得更加明显。作为服装设计人员，应该在理解美学概念的前提下，在3D打印过程中突出设计美感，面向专业化和广大消费者群体融入技术要素。例如在设计服装时，色彩作为最关键的因素会直接影响服装的风格和潮流，所以在色彩选择上，应该使用像素喷墨法或水文转印法等技术来改善并调节颜色，进而在服装的实用性和外观层面进行大规模的调整。

1.3 修饰性要求

修饰性要求指的是使用3D打印技术设计纺织服装。一方面要对人体进行修饰，另一方面也要对服装结构进行修饰。例如2013年，维多利亚秘密内衣秀当中出现的3D打印内衣作品，结合了柔软材料和水晶材料，结合配件搭配，突出了人体形态特点。

2 3D打印技术在纺织服装产品设计中的应用

2.1 设计前期阶段

设计前期阶段的重要工作在于对人体数据进行获取，展开数字化选材，以减少资源浪费的问题。对于纺织服装产品而言，实际生产中的关键环节就是确保服装与人体之间的契合度，使服装具有舒适性。这需要设计师提前了解消费者的体貌特征，并借助专业的三维扫描设备，精确测量出不同身体特性人群的各个部位的细微差别。传统的尺码只能给出大概的参考范围，并不能真正实现量体裁衣。现阶段，利用数据校验系统，可以让设计者直接定位不同的客户人群，甚至对某些小批量人群也可以进行综合设计，完成私人定制。具体来看，可以在确定订单之前，根据人体的体貌特征，按照消费者的喜好合理修改，最终得到三维基础模型，避免传统制造领域反复试穿并调整的麻烦。在锁定目标人群的基本尺码和身高胸围等信息之后，为避免资源浪费，需按照客户的设计意图完成基础的服装模型创建和材质渲染等，在完成基本选型和材质搭配之后，再完成初期阶段的设计工作[2]。

2.2 设计中期阶段

在设计中期阶段，同样可以借助3D打印技术进行全方位保证。在传统的服装设计过程中，完成基础设计后，需要让客户进行试穿，然后根据他们的需求和大小舒适度等反复多次修改和调整，进而会因为效果不达标而无法达到用户的满意阈值，甚至导致订单被取消。这也是传统服装设计环节的一大弊端，限制了传统服装设计的发展。通过3D虚拟样板设计可以在虚拟的空间内完成，当裁剪加工之后，将经过技术处理的贴图附着在设计样品上，在虚拟空间内渲染出同比例的样品图片，点击试穿之后，就能在虚拟人体模特上呈现并施加一些动力学命令。例如可以模拟出一些手臂下垂或走路时的着装效果，或是人在弯腰和蹲起时着装的舒适性变化等，在视觉上体现出服装特性[3]。

长期以来，服装生产环节的修改是生产中的重要问题，反复修改不仅会浪费大量的人力物力，还会影响客户和订单方之间的关系。在3D打印技术的帮助下，虚拟制衣方式可以在中期设计阶段完全通过电脑设备完成并进行数据更改，修改材质和款式后，可呈现出不同光线和角度下服装材质的具体效果，进而可以模拟出加工生产过程，缩短设计时间，减少加工环节的人力资源消耗，为后续的服装配置节省开支和创造价值。

2.3 设计后期阶段

设计后期阶段指的是实际的技术生产加工环节，服装质量和最终销量之间有着密切的联系。依托3D打印技术的支持，可以提升服装生产效率和工艺创新水平。目前，市面上可以看到的所有材料都可以利用3D专属设备完成打印工作，让计算机软件站根据三维模型数据等比例还原物品特性，模型的精细程度决定了物品的真实度和外形特征，可高度满足设计需求[4]。设计者只需要根据三维模型就能了解服装的基本特点和打印要求。例如在生产换季服装之前，首先在网络上做好虚拟的技术规划，其次在得到客户的认可之后再进行批量生产，效果必然优于传统设计。

3 研究案例分析

某客户为25岁白领女性，刚刚步入职场，对高科技产品的接纳程度较高，在个人形象与服装定制需求方面，需要根据其个性化的审美观念来确定。客户希望能定制出与日常生活有区别的造型，以夸张为主要特征。所以从整体形象来看，需要先对人体的五官体型和轮廓进行形象风格分析，并根据分析结果进行归纳总结，为3D打印技术的应用提供参考依据。

3.1 整体分析

整体分析阶段包括3个方面的内容：一是风格分析，二是色彩分析，三是形象分析。风格分析主要是对人体的局部边缘和轮廓进行判定，包括眼睛、眉毛、鼻子等特征与服装风格之间的关联性，确定最佳服装风格设计模式[5]。从风格定位角度来看，年轻群体对于服装的需求应该以现代感为主，而色彩方面则需要结合人体肤色和色彩类型展开设计。一般情况下，亚洲女性的肤色较浅且发色比较深，适合暖色且颜色饱和度较高的衣物。一些具有时尚现代气息的服装类型具备醒目和夸张的特性，与客户的形象相得益彰。

3.2 3D打印服装产品定制方案

从整体形象来看，由于风格和色彩定位已经确定，在造型设计上要结合某些艺术元素，让服装款式设计在保留华丽形象的同时具备创新性，选择更加前卫和大气的服装类型，衬托着装者的形象和气质。在色彩方面，以华丽的颜色配合植物花纹，体现出女性的柔美，再通过3D打印技术增加服装的层次感。

3D打印模型制作首先要确定尺寸和建立三维人体模型，将其作为设计的辅助参考。建模设计框架部分使用Spline先进行放样，得到立体基础模型后再转换编辑，将不同的单体模型合并为模型组，生成完整闭合模型[6]。将制作好的人物形象和定制产品数据应用于虚拟的数字模型上，将复杂的细节部分再次进行渲染和演算，此时使用3D MAX软件来对形象产品进行细节部分的处理，将一些对精度要求较高的部分展开综合设计，完成复杂模型的制作过程，最后以STL格式将模型导出。

将STL格式的打印模型文件在软件中打开后调整参数，回到打印软件中完成测试，确保微缩打印产品能满足设计要求。在1∶1打印结束之后，取出3D打印半成品，对其进行加工和增效处理，按照客户需求综合设计颜色和材质效果。

3.3 3D打印技术效果

将3D打印技术应用于服装设计，完成整体的人物形象服装制作，将化妆技术和发型技术综合融入之后，可以为客户选择简单优雅的造型，与整体服装相呼应，进而将各种创意真实、形象地应用于纺织服装产品的设计领域，按照客户的需求利用三维制作技术，满足其多层次的审美需要[7]。需要注意的是，由于服装类型众多，且纺织服装产品设计对品种的要求较高，在后续的工作中，可以选择更多的品种完成设计研究，让设计环节具有普遍性，并且融入3D打印技术的优势，例如选择更多的3D打印材料等。