3D打印技术对服装设计范式的改变与重构

严洁如 黄玉冰

摘  要：随着AI、大数据等技术的快速发展，3D打印技术的应用发展趋势已表现出服务智能化、材料多样化、应用普及化和价格平民化等特征。3D打印技术在服装设计和制造领域的应用越来越广。通过调研3D打印技术在服装领域中个性化设计与制作方面的应用优势、数字化设计到数字化生产的便捷、新材料的有机结合拓展的概念等3个方面，揭示了当前服装设计与制造面临的现状，从设计生态链、设计观念、设计主体和设计风格等方面分析了服装设计的变化，认为传统的服装设计范式正面临多维的、结构性的冲击，只有主动迎接技术创新带来的变化，积极构建新的符合未来发展要求的新范式才是较好的方法。

关键词：3D打印技术;服装设计范式;改变与重构

服装设计具有显著的跨学科、兼容性特征，在满足人的生理功能需求和人们的精神生活需求的过程中，也与现代科学技术、生产方式唇齿相依。科技的发展与进步将不断拓展服装设计的领域，改变传统的传统观念。3D打印技术是近年来新兴的制造技术，它的产生与应用普及给传统的服装设计带来了巨大的冲击，正在重构新的、符合科技发展趋势的服装设计范式。

一、3D打印技术的发展

（一）3D打印技术的分类与应用

3D打印（3DP）是快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用可聚合成型材料，通过聚集叠加的方式构造物体的技术。目前，3D打印技术主要分为熔融沉积式（FDM）、分层叠加式（GLOM）、光敏树脂固化成型式（SLA）、选择性粉末激光烧结式（SLS）、激光选区融化式（SLM）等类型[1]。从最初的高端试验研究到逐渐用于一些产品的直接制造，3D打印技术的普及只经过了短短的十多年时间，该技术已广泛应用于首饰、服装、鞋类、工业设计与制造、建筑与工程、汽车，航空航天、医疗、教育、地理信息系统、军工等众多领域。

（二）3D打印技术应用的未来发展趋势

在经历了前期的基础研究和应用探索后，3D打印技术的未来发展进入了高质量发展阶段，未来趋势将表现出服務智能化、材料多样化、应用普及化和价格平民化等特征。

随着AI、大数据技术的快速发展，3D打印技术与AI、大数据等技术的结合已成为必然。这种结合将会推进3D打印技术的应用实现高度智能化，为用户提供更加良好的使用体验。服务的智能化首先是3D打印设备的智能化。除了进一步降低设备价格外，还应当提供更多人性化的功能，例如可视化功能，向用户展示整个3D打印流程，用户可以根据实时画面随时调节打印参数，有利于获得想要的打印产品。其次，在应用软件方面，多功能、低门槛的操作将会支持更多类型的打印需求。

目前、打印材料是3D打印技术应用与发展的关键。研发可应用于不同3D打印领域的多类型材料，已成为3D打印技术创新发展的重要内容。在现有的光敏树脂材料、高分子粉末材料、熔丝线材、木塑复合材料等的基础上，更多的与人们生活相关的材料研究正在大力推进。“除了提供更加丰富的配套材料外，在材料的性能方面、稳固性方面，以及特殊环境适应性方面，也会得到极大的改善，从而让3D打印产品可以在各个领域、各种环境发挥明显的应用优势。”[2]

性能的强大和技术门槛的“降低”必将带来应用的普及和价格的大幅下降，这种普及和下降又将促进应用面的不断拓展。以服装领域为例，2017年以色列服装设计师DanitPeleg在自己的网站上推出可以在线订购的3D打印夹克当时一件售价1500美元，2019年底，类似的夹克已降低至360美元，在可以预见的未来，价格将会进一步降低。这打开了普通民众的消费通道，也将使3D打印技术获得更广泛的推广。

二、3D打印技术在服装设计与制造中的应用现状

服装设计是时尚设计的主要领域，科技时尚也是时尚设计的主要内容。3D打印技术作为现代制造的升级换代技术，刚研发之初在服装设计与制造中就开始探索应用，近年来，随着技术的推广与普及，更是进一步成为服装设计与制造高质量发展的生力军。目前，3D打印技术在服装设计与制造中的应用主要在以下几个方面。

（一）个性化的设计与制作丰富了服装形态和风格

通过个性化的服装配件或组件，改变大众对服装的传统认知，实现服装形态、科技形态与传统文化的有机融合，提供新的体验和全新的视觉感受。2019年，Stratasys公司使用3D打印机将聚合物直接添加到“Chro-Morpho”系列服装上，实现了传统方法无法实现的独特颜色和纹理组合，创造了3D打印和纺织品之间的和谐。“我们创造了皮肤般的错觉，可以改变色调和深度来描绘昆虫的天生伪装，颜色转移和光度。”[3]

服装设计师Iris van Herpen更是专注于3D打印服装的设计，充分利用3D打印技术优势，开创了3D打印服装的全新领域。

（二）从数字化设计到数字化生产使服装设计成果转化更便捷

3D打印技术是一种以数字模型文件为基础，可以实现数字化输出构造物体的技术。传统的服装设计和生产在3D打印技术的背景下，模式已发生变化。英国Tamicare公司于2005年开发出一种服装制造系统Cosyflex，并通过不断的升级完善，可以进行大批量3D打印纺织品生产和个性化生产需求。与传统的服装制造业相比，服装3D打印生产系统不需要剪裁和缝制，可以有效消除材料浪费，使生产过程更为环保，还可以将传感器和导线同时打印到衣服中，促进了智能穿戴技术的发展。3D打印服装生产线使未来服装制造业更智能高效、更便捷、更环保[4]。

同时，在色彩输出方面，3D打印机也已升级了传统的单一色彩输出功能，制造商Mimaki推出的Mimaki3DUJ-553UV LED打印机可以打印1000万种色彩，设计师无需再为面料的纹样和色彩纠结，完全可以根据自己的设计理念完成一体化的设计与输出。

（三）新材料与3D打印技术的有机结合使服装的概念得到大力拓展

与3D打印技术相配套的新材料研发及应用改变了人们对3D打印技术只适合制作“生硬”物品的观念，同时，也极大地拓展了传统的服装概念。人们长久以来在服装方面的梦想，通过新材料与3D打印技术的有机结合正在变为现实。

麻省理工研究团队从纳豆中提取纳豆菌并将其用3D打印技术打印到氨纶织物中，研发出了生物混合面料。穿着这种3D打印的服装会根据人们汗湿的情况作出反应并帮助其排汗与散热，会自动收缩与扩张，极大增加了穿着的舒适性[5]。

在设计过程中，设计师使用3D打印技术制作出具有抽象结构的智能材料，这些抽象结构能够根据人类行为的改变发生形状变化。例如，作品BODYSCAPE——一款以人体行为为灵感的交互式3D打印时尚单品，将身体的运动与灯光闪烁结合在一起，让服装的穿着体验提升到了一个新的高度，成为光与人类运动的诗意舞蹈组合。

三、3D打印技術的应用

与普及给服装设计带来的改变

从3D打印技术在服装设计与制造中的应用现状可知，全球有大量的科研机构和科技型企业在致力于3D打印技术在服装设计和制造领域的研究，并在不断取得突破性的创新成果。全球有一批顶级服装设计师在进行基于3D打印技术的服装设计，诞生了许多开创性的优秀作品。采用3D打印技术制造的服装为用户提供全新的着装体验的同时，也在得到越来越多的人的认同。随着3D打印技术在服装设计和制作行业的应用与普及，传统的服装设计范式必将因技术的冲击发生变化，特别是在设计生态链、设计观念、设计主体和设计风格等方面的变化最为显著。

（一）设计生态链的改变

在传统大工业时代的服装产业生态链中，各节点的关系如图5所示，在这样的生态链中，设计者是起点，但是设计者又必须依托于服装制造企业而使设计作品转化为产品，设计作品的消费者是制造企业，制造企业通过营销者将产品转化成商品销售给大众消费者。在传统的生态链中，设计者是被动的信息接受者和不可控的单向设计作品输出者。而3D打印技术的普及应用，将彻底改变设计师依赖于制造企业的模式。3D打印技术不要求批量的生产，为设计师个体的资源投入提供了低门槛的便利，设计师可以直接通过3D打印设备生产产品，销售给大众消费者。同时，如果远程的3D打印技术个体输出得到普及和应用，也可以将设计作品直接销售给大众消费者，大众消费者自主通过3D打印设备生产产品。设计者由“打工者”变成了生态链的“主导者”。服装设计领域的传统设计生态链将被颠覆。新的以设计师为核心的生态链将逐步形成[6]（如图7）。

（二）设计观念的改变

从人类的服装发展史我们可以得知，服装的产生最初是从御寒遮体开始的，然后发展到精神、文化、审美、伦理等功能，而随着3D打印技术在服装设计领域的应用，服装设计的观念从定义、功能、形式到工程技术都进一步发生了变化。

关于服装的定义，传统的服装主要体现在保护和装饰方面，在集成了可穿戴设备后的现代服装，已经将“保护”和“装饰”内涵拓展至“工具”“娱乐”“医疗”“康养”等领域。服装设计也由原来的形式设计、色彩设计、结构设计等拓展至体验设计、界面设计等领域。

3D打印技术也促进了服装制造工程技术的变化，由原来传统的打版、剪裁、缝制转变成了数字化设计到数字化制造。设计师不再是在纸上画图，而是结合3D打印技术要求，进行立体的数字化设计。

（三）设计主体的回归与重构

农耕时代，服装的设计与缝制都是以个体的方式进行，期间尽管也有少量的“专业人士”专门设计和缝制服装，但是，全民对服装设计和缝制的参与是满足当时人们穿衣需求的主要方式。大工业化将农耕时代的这种全民参与设计与制作的模式基本消灭，主要原因是因为大工业化将产业线分成了成段的产业片段，人们变成了产业线上的一个“零件”，丧失了独立性和完整性。同时，大工业化生产在降低服装制造成本的同时，也提升了产业进入门槛。大工业化生产所形成的标准，以区区几个尺码和有限的形式将服装的需求者划归有限的类别，个性的体现和潜在愿望的满足被严重压制。在这样的产业体系下，设计者只能无能为力地去适应，渐渐地忘却了每一个服装需求者其实才是设计主体这一初衷。

3D打印技术在服装上的应用与普及，为片段化的产业整合提供了可能，也为服装设计主体（民众）的回归提供了条件，服装设计主体的构成将打破传统的界限，实现重构。未来，每个人都可以把自己的身体数据扫描到电脑中，按下按钮，就可以获得最贴合自己身体曲线的衣服，也可以根据自己对服装的要求进行自主设计，人人都将成为“服装设计师”。另外，3D打印也不再需要像农耕社会那样花费大量的时间和精力去学习“女红”，设备能帮助人们解决遇到的工艺问题，满足人们的需求。同时，3D打印还可以实现永远不可能通过手工做到的事，比如真正意义的对称，3D打印哪怕在最细枝末节的地方也可以做到百分百的对称。

四、结语

3D打印技术对传统的服装设计的冲击是多维的、结构性的，不论是设计生态链，还是设计观念，亦或是设计的主体都会在这种冲击中作出调整。在这种技术的冲击下，如何改变原有的基于传统技术的设计范式，主动迎接技术创新带来的新思维、新体验，构建新的符合未来发展要求的新范式成为当前整个服装设计界思考的课题。

参考文献：

[1]胡嵩晗，胡媛茜，李根，任学晖.3D打印技术研究现状及技术探究[J].科技展望，2016（25）：282.

[2]孟伟.3D打印技术及应用趋势分析[J]科技创新与应用，2021（11）：146-148.

[3]3D打印服装亮相2019纽约时装周，面料上直接打印！[EB/OL].[2019-09-16].https：//zhuanlan.zhihu.com/p/82688345.

[4]何文卿.Tamicare：3D打印纺织成品[J].国际纺织导报，2014（7）：52.

[5]王斯佳，唐红玉，鲍伟，邓文韬.3D打印技术应用于服装设计的研究现状[J].纺织科技进展，2020（6）：42-45.

[6]周晓江，肖金花，刘青春.产品系统设计——存在、建构与改变[M].北京：中国建筑工业出版社，2020：18.

作者简介：

严洁如，江南布衣服饰有限公司中级服装设计师。

黄玉冰，浙江理工大学服装学院副教授。