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3D打印技术下的服饰品造型创意设计

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摘要:3D打印技术作为服装行业的新兴科技,在服饰品造型、结构、材料设计等方面都有广阔的发挥空间。本研究以3D打印技术为依托,进行服饰品造型创意设计,通过分析3D打印技术在服饰品应用中的可行性,结合参数化设计方法,进行服饰品造型创意设计。运用SLS选择性激光烧结技术和尼龙粉末进行3D打印实验,通过成品分析服饰品造型创意设计的方法和效果。研究表明,在参数化设计方法的辅助下,运用SLS成型技术和尼龙粉末能够制造出繁复立体的空间结构,适合于创意、未来风格的服饰品设计。3D打印技术的应用为设计者提供了较大的创作空间,缩短了服饰品设计研发的流程,提高了创新设计的效率。

关键词:3D打印技术;服饰品;造型创意设计;参数化

随着科技的进步和时代的发展,消费者对服饰搭配的自我风格意识越来越强,服饰审美呈现多元化、个性化的风格。在个性需求日益强烈的背景下,个性定制和云定制依托互联网而受到广泛关注。服饰品市场中,设计的同质化已较难满足消费者的需求,因此,设计者要不断寻求服饰品设计的创意表达方式,运用新的设计手法、思维结合新材料、新技术进行设计尝试,以实现个性化、风格化的设计构想。3D打印技术以独特的性能成为时尚行业一种新的设计潮流,被应用到服装、配饰、鞋包设计中,个性定制触手可及。

13D打印技术的概念及工作流程

3D打印技术是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可黏合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的快速成型技术,常用金属、尼龙、ABS塑料、树脂等作为打印材料。一个完整的3D打印流程,首先是通过计算机建模软件,如Rhino犀牛建模软件辅助设计建模,然后将建成的模型“切片”成一层一层的截面数据,生成打印机可以识别的STL文件,并将数据信息传送到打印设备上,最终打印成型。

23D打印技术在服饰品造型创意设计中的可行性

在传统的服饰品设计中,完成一个产品的设计制作不可避免地需要将设计、工艺、材料等进行磨合,生产流程较复杂、耗时长、成本高,所得产品因受制于现有的工艺和材料,在造形结构上具有一定的局限性,设计师的创意构思难以实现。而3D打印技术具有高效一体成型的优势,能够节约从产品到市场的研发时间,通常数小时内就可以打印一个模型,并在快速成型的基础上,能够将产品做得精致美观。与传统工业生产相比,这种方式有利于降低成本,减少对环境的污染,最主要的是,能够节省大量原材料,如首饰设计中的贵金属。另外,传统的服饰品设计需要结合现有的工艺技术,考虑零部件的衔接、结构的转折等问题,一定程度上限制了设计的自由。而3D打印技术给予了设计师较大的空间,一体成型的方式使得设计师可以在造型、结构、材料搭配等方面进行突破,特殊的材料能够带来新的视觉效果。

33D打印技术背景下服饰品造型创意设计

在服饰品设计中,产品的色彩、外部轮廓、内部结构、零件衔接是基本要素,可以通过要素之间打散、重组形成新的视觉效果。造型设计往往是设计师考量的重点。不同的造型通常搭配着特定的服饰风格,在与不同类型的服装搭配时,选择恰当造型的饰品进行组合,往往能起到画龙点睛的效果。

3.13D打印技术使服饰品造型设计突破传统工艺限制

传统的服饰品设计主要是通过黏连、穿孔、焊接、缝合线等手段将多个结构进行多角度、多层次的组合来完成造型的变化,在设计时需要考虑“能否做出来”的问题。而3D打印技术则是通过把打印材料“层层堆积”叠加打印成三维立体的效果,可以完成夸张的、具有空间感的造型。在工艺和技术上的突破,使设计可以忽视原有的设计原则,以造型变化为最主要着眼点,通过对某一部位的结构进行突出设计,尽可能夸张地表现服饰品的造型,营造出与服装搭配时所展现的空间感和前卫性。

3.2参数化设计为服饰品造型设计提供创新方法

参数化设计是一种借助计算机编程而实现的设计方法,设计师可以通过对方程进行数据调整,实现整体方案的修改,有“牵一发而动全身”的功能。参数化设计能够打破传统的设计思路,强调设计过程的关联性和逻辑性,将感性的设计转化为逻辑设计,可以建立相对复杂的结构,创造出常规思维难以想象的造型。3D打印技术能够将参数化设计出来的复杂结构快速精准成型,使得设计师在造型、结构设计上拥有了很大的想象空间。在进行服饰品造型设计的时候,运用参数化设计方法可以使设计师不受其他设计要素的影响,更加注重变量影响下结构与造型之间的关系,从而设计出意想不到的造型。

3.33D打印材料为服饰品造型创意设计提供载体

与传统的服饰品设计材料的多样性相比,3D打印可用的材料相对局限,主要有ABS、PLA、TPU、尼龙粉末等轻型塑料金属、树脂、橡胶、陶瓷材料。ABS和PLA作为偏硬性的塑料类材质,在时尚行业中较多被运用在夸张的造型设计中,适合于创意、前卫风格的设计;尼龙粉末和一般的塑料相比,性能更好,成型精度高,耐热耐磨损。TPU作为一种柔性材料也广泛应用于服饰设计行业。不同的打印材料因其本身的特性而适用于不同的成型技术。在进行服饰品造型创意设计时,应综合考虑设计呈现的效果、材料的成本、设备的可操作性等问题。

43D打印技术背景下服饰品造型创意设计实践

在服饰品设计中,造型是表达设计构思和设计风格的重要载体,不同风格的服装所适合的饰品造型具有很大的差异。尤其是在概念服饰、未来风格的服饰搭配设计中,服饰品更具备科技感和未来感。因此,本研究借助3D打印技术和参数化设计的方法进行服饰品造型创意设计。通过前期的调研和分析,设计了一系列白色环形立体的未来风格服饰品,含项链、手链及耳坠。在设计中,主要想表现线条的韵律感,因此,选择运用参数化设计的方式进行联动性设计,结合打印材料与成型技术要求,选择尼龙粉末为主要打印材料,运用激光烧结技术完成打印。

4.1运用参数化设计方法建造服饰品模型

与其他设计方法不同,参数化设计具备不可预测性,数据的变动常带来结构的创新。本研究借助这样的特性,在完成服饰品造型的设计草图后,用Rhino犀牛建模软件结合Grasshopper参数化插件进行建模,利用Grasshopper加入旋转表皮设计元素,调整其中的参数变量,如间距、线的粗细等。通过观察模型的形态结合实际情况,从制品的支撑能力、美观性、舒适性等角度进行考虑,不断调整参数变化。完成建模后,将模型放置到人体模型上调整尺寸,使其更贴合人体曲线,确认无误后导出STL格式文件,进行模型分层切片,并设计出激光扫描路线。

4.2运用尼龙粉末和激光烧结技术进行成品打印

打印材料和成型技术作为3D打印技术的关键,直接影响着成品的效果和设计方案的实现。本研究选择尼龙粉末作为打印材料,乳白色的材料符合设计风格和要求,并且尼龙粉末具备高性能、高流平性的特征,能够保证制品的精度,可运用于本方案中空间结构相对复杂的3D饰品打印。根据材料特性和固化方式的要求,用SLS选择性激光烧结技术进行成品打印,该技术运用粉末材料在激光照射下烧结的原理,由计算机控制,层层堆结成形。与FDM熔融沉积成型技术不同,SLS不需要支撑材料,较容易形成带镂空的空间结构,可以打印中等精度的首饰和零件,更可以打印富有科技感和未来感的服饰品造型。打印时,铺粉滚筒将第一层粉末铺平后,通过扫描镜的反射,控制激光光束的行径路线,使粉末熔解烧结相互黏结在一起,形成第一层截面,再进行第二层烧结。反复循环操作,直至打印结束。在打印完成后,取出制品进行烘干、打磨等后期处理。

4.3成品效果分析

通过激光烧结技术打印出3D项链、手链各1件,见图1、图2。从外观来看,造型独特,整体呈现乳白色,符合未来风格的特征,表面光滑、细节精度较高,造型由富有韵律感的曲面构成,通过曲线的变化形成立体的结构,在每个面的内部整齐排列着菱形格子,格子之间相互联系,随着曲面的流动充满规律和逻辑性的变化,呈现参数化设计的特征。同时,成品质地相对较硬,基本能够保持立体造型不变,质量较轻,适合于服饰搭配应用。成品效果较好地实现了设计方案,展现了3D打印技术带来的独特的科技感,是服饰品造型创意设计上较为可行的尝试。

5结语

3D打印技术作为时尚行业的新兴科技,具备较明显的优势,运用3D打印技术的手段进行服饰品的开发具备巨大的前景和创作空间。(1)从造型设计角度而言,基于3D打印技术的服饰品造型设计要求突破传统设计思维,在设计构思上具备较大的自由度。在设计中更多地考虑结构和空间的关系,突破传统黏连、衔接等工艺带来的设计局限,用立体的思维进行创作。一定程度上丰富了设计语言,带来了造型创新设计的可能性,同时也证实了3D打印技术在服饰品造型的创意设计上巨大的创作空间。(2)通过参数化设计的方法进行服饰造型创意设计,参数化模型可以不断修改和复制,快速打印出更符合个性需求的产品,能够满足消费者对服饰个性化、多元化的需求。3D打印快速一体成型,缩短了设计到生产的流程,节省了开发成本。(3)尼龙材料打印而成的服饰品在造型上具有较强的时尚感和未来感,但如何将制品与传统服饰面料进行结合仍然是需要探究的问题。目前,适用于服饰品设计的3D打印材料多数为轻型硬质塑料或贵金属材料,相对传统服饰品材料而言,在材料的丰富程度、制品的柔软度、穿用的舒适性等方面都有一定的局限性。设计师可以更多尝试柔性材料的使用,或从造型结构出发,探究不同造型结构带来的实际穿用效果。

参考文献

[1]张梦竹.基于3D打印技术的概念服饰创新设计研究[D].西安工程大学,2016.

[2]郭延龙.仿生学视角3D打印服装设计研究[J].装饰,2018(3).

[3]徐燚,叶小峰.以PLA及尼龙为介质的服装3D打印技术实验研究[J].装饰,2018(7).

作者:陈桃莉 单位:广东创新科技职业学院

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