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3D打印塑料制衣服新突破

2015-01-13

3D打印塑料制衣服新突破


据国外媒体报道,一家名为“神经系统”(Nervous System)的设计工作室近日取得了一项新成就,能让3D打印塑料制成的衣服像真正的织物一样自由摇摆和晃动。该研究使用了一款名为Kinematics的定制软件,将最新的3D打印技术与折纸工艺结合起来,实现了科技的新突破。

在制作服装时,Kinematics并非是像传统上那样,将现有织物缝成衣服的模样,而是先在CAD程序中建立一件服装的3D模型,接着将该模型分解为数个镶嵌在一起的、大小各异的三角片。通过一种基于JavaScript的设计工具,设计者可以自由控制这些三角形的大小、位置和数量,并能预览每次改动对服装形状的影响。设计者满意之后,相关算法便会向这些三角形碎片之间添加铰链,将它们连为一体,同时尽可能压缩成品大小,使打印过程更加顺畅。通常来说,成品的体积能够被压缩到原来的15%。

这次3D打印过程耗时两天,在一家名为Spaceways的3D打印公司进行。打印完成之后,一块布满尘土的塑料“巨石” 在一台工业级3D打印机中诞生了。技术人员会像考古学家挖掘古代衣物时那样,除去塑料表面的尘土。接着,人们会对这些塑料进行清洗和染色,最终将其制成一条由相互连结的塑料片构成的裙子。裙子可以制成白色,也可以制成黑色。

不是噱头

设计师杰西卡·罗森克兰茨(Jessica Rosenkrantz)表示,这种服装远不止制造噱头那么简单。衣服上的钮扣经过精心设计,使其易于穿脱。而且与其它3D打印的服装不同的是,这套衣服一点也不僵硬。在模特穿着它行走和转动时,长长的裙摆可以自由地摇曳和晃动。

保证服装的舒适是第一要务。为了解到哪些设计容易擦伤皮肤,罗森克兰茨曾经戴过几周3D打印制成的首饰。在这次服装制作之前,她曾做过其它的尝试。她先是从手镯入手,接着制作了一根皮带,然后又制作了一件紧身上衣,这些尝试成功之后,她才开始制作连衣裙。在制作过程中,罗森克兰茨主要采用的是传统裁缝工艺,但她也乐于结合现代科技手段。比如说,3D打印会预先扫描模特的身材,这样制作出来的成品便会十分合身。她和Spaceways进行了一系列合作,希望能优化打印质量,并提高产品的美学效果。最终,她的服装产品和使用的GitHub代码库一起出现在纽约的现代艺术博物馆(Museum of Modern Arts),向公众展出。

梦想成真

起初,“神经系统”设计室是将Kinematics这一概念作为一项谷歌产品推广计划的一部分进行研发的。当时他们希望能将这一技术运用到一款安卓手机的展示馆中,使其变得更“酷”。在利用MakerBots打印机制作手镯时,“神经系统”设计室发现,他们可以降低打印维度,即打印出一片平面的塑料,再像折纸那样,将其折叠成手镯的形状。这一打印过程在一小时内便可完成。谷歌对产品推广结果十分满意,但“神经系统”工作室却并不满足于此。他们认为,可以将这一概念进一步运用于服装制作中。“我们进行了几次模拟,制作了一些动画,而最终结果显示,我们可以做到这一点。”罗森克兰茨说。

这些模拟过程对软件要求很高,相关软件研发进行了一年之久。“从制作戴在手上的小玩意儿到制作鸡尾酒会礼服,要跨越这段距离,可是一项巨大的挑战。”连结三角片的铰链必须足够小,才能保证服装摇曳多姿;但又必须坚固可靠,不然就容易导致“走光事件”的发生。

由于3D打印技术本身的限制,这些技术层面的挑战变得更加困难。就像木头一样,采用这种技术制作的塑料片也有自己的纹路,且纹路走向相同的塑料片连在一起时硬度更大。为了解决上述问题,人们需要对使用的软件进行改良。“我们根本不需要打印任何成品出来,就能完成整个产品的设计,”罗森克兰茨说,“我们不仅能知道成品长什么样子,还能知道它穿起来会是什么效果。”研究刚开始的时候,模拟折叠的过程又慢又不精确。一条由3D打印技术制作的皮带只需77个铰链便能灵活甩动,但要制作一条裙子,就需要将铰链数量增加到700个以上,而反复模拟这一过程将使模拟软件崩溃。设计师们淘汰了许多失败的物理引擎,就像剪裁衣服时丢弃用不着的布料一样。

刚开始的时候,模拟者将衣服折叠成球形。“这有点像你把衣服脱下来之后,随便揉成一团,”罗森克罗茨说,“看上去挺酷的,但要想缩小我们成品的体积,这并不是最有效的折叠方式。”因此,罗森克罗茨和同事杰西·路易斯·罗森伯格(Jesse Louis-Rosenberg)一起开发了一种基于碰撞的模拟器,复制了人们折叠衣物的过程。

这项计划对设计界、时尚界和制造业产生了十分惊人的影响。“用3D打印制作出高度折叠的成品,再将其展开,这听上去简直和科幻片一样,”罗森克罗茨说,“说实在的,如果你在一个数码世界里工作了这么久,研究的还是这么复杂的东西,最令人吃惊的就是这件事居然真的办成了。它刚打印出来时被压缩得那么厉害,现在却能穿到身上,还能打着褶子,在你身后摇来晃去。”

打印技术也需要进行特殊的改进。“神经系统”设计室将研发一些新工具,便于安装所需软件。“这几年来,我们一直在和‘神经系统’及我们的同行合作,共同努力,让机器设备发挥它们的最大潜力,”Shapeways公司的卡琳·卡尔米(Carine Carmy)说道,“我们既要调整托盘密度,使其能一次性生产一千件衣服;又要决定机器的运作时间,提高产品生产效率;还要决定打印成品的精细程度,使得人们能以微米级精度进行设计。”

想穿穿吗?

“神经系统”设计室接下来要做的,就是提高生产速度,并采用新机理和新结构,实现对不同服装质地的模拟,如厚实的毛呢和薄薄的丝绸。他们希望最终能将这一技术应用于其它方面,如斯凯勒·蒂比茨的Hyperform计划。

由于单件衣服售价近3000美元(约合18500元人民币),“神经系统”设计室暂不考虑将这些可穿戴产品投放市场。“尽管和其它3D打印服装相比,这一价格还算是低的,但还是太贵了,”设计室表示,“我们希望能先降低造价,再考虑向公众出售我们的服装。

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3D打印塑料制衣服新突破


据国外媒体报道,一家名为“神经系统”(Nervous System)的设计工作室近日取得了一项新成就,能让3D打印塑料制成的衣服像真正的织物一样自由摇摆和晃动。该研究使用了一款名为Kinematics的定制软件,将最新的3D打印技术与折纸工艺结合起来,实现了科技的新突破。

在制作服装时,Kinematics并非是像传统上那样,将现有织物缝成衣服的模样,而是先在CAD程序中建立一件服装的3D模型,接着将该模型分解为数个镶嵌在一起的、大小各异的三角片。通过一种基于JavaScript的设计工具,设计者可以自由控制这些三角形的大小、位置和数量,并能预览每次改动对服装形状的影响。设计者满意之后,相关算法便会向这些三角形碎片之间添加铰链,将它们连为一体,同时尽可能压缩成品大小,使打印过程更加顺畅。通常来说,成品的体积能够被压缩到原来的15%。

这次3D打印过程耗时两天,在一家名为Spaceways的3D打印公司进行。打印完成之后,一块布满尘土的塑料“巨石” 在一台工业级3D打印机中诞生了。技术人员会像考古学家挖掘古代衣物时那样,除去塑料表面的尘土。接着,人们会对这些塑料进行清洗和染色,最终将其制成一条由相互连结的塑料片构成的裙子。裙子可以制成白色,也可以制成黑色。

不是噱头

设计师杰西卡·罗森克兰茨(Jessica Rosenkrantz)表示,这种服装远不止制造噱头那么简单。衣服上的钮扣经过精心设计,使其易于穿脱。而且与其它3D打印的服装不同的是,这套衣服一点也不僵硬。在模特穿着它行走和转动时,长长的裙摆可以自由地摇曳和晃动。

保证服装的舒适是第一要务。为了解到哪些设计容易擦伤皮肤,罗森克兰茨曾经戴过几周3D打印制成的首饰。在这次服装制作之前,她曾做过其它的尝试。她先是从手镯入手,接着制作了一根皮带,然后又制作了一件紧身上衣,这些尝试成功之后,她才开始制作连衣裙。在制作过程中,罗森克兰茨主要采用的是传统裁缝工艺,但她也乐于结合现代科技手段。比如说,3D打印会预先扫描模特的身材,这样制作出来的成品便会十分合身。她和Spaceways进行了一系列合作,希望能优化打印质量,并提高产品的美学效果。最终,她的服装产品和使用的GitHub代码库一起出现在纽约的现代艺术博物馆(Museum of Modern Arts),向公众展出。

梦想成真

起初,“神经系统”设计室是将Kinematics这一概念作为一项谷歌产品推广计划的一部分进行研发的。当时他们希望能将这一技术运用到一款安卓手机的展示馆中,使其变得更“酷”。在利用MakerBots打印机制作手镯时,“神经系统”设计室发现,他们可以降低打印维度,即打印出一片平面的塑料,再像折纸那样,将其折叠成手镯的形状。这一打印过程在一小时内便可完成。谷歌对产品推广结果十分满意,但“神经系统”工作室却并不满足于此。他们认为,可以将这一概念进一步运用于服装制作中。“我们进行了几次模拟,制作了一些动画,而最终结果显示,我们可以做到这一点。”罗森克兰茨说。

这些模拟过程对软件要求很高,相关软件研发进行了一年之久。“从制作戴在手上的小玩意儿到制作鸡尾酒会礼服,要跨越这段距离,可是一项巨大的挑战。”连结三角片的铰链必须足够小,才能保证服装摇曳多姿;但又必须坚固可靠,不然就容易导致“走光事件”的发生。

由于3D打印技术本身的限制,这些技术层面的挑战变得更加困难。就像木头一样,采用这种技术制作的塑料片也有自己的纹路,且纹路走向相同的塑料片连在一起时硬度更大。为了解决上述问题,人们需要对使用的软件进行改良。“我们根本不需要打印任何成品出来,就能完成整个产品的设计,”罗森克兰茨说,“我们不仅能知道成品长什么样子,还能知道它穿起来会是什么效果。”研究刚开始的时候,模拟折叠的过程又慢又不精确。一条由3D打印技术制作的皮带只需77个铰链便能灵活甩动,但要制作一条裙子,就需要将铰链数量增加到700个以上,而反复模拟这一过程将使模拟软件崩溃。设计师们淘汰了许多失败的物理引擎,就像剪裁衣服时丢弃用不着的布料一样。

刚开始的时候,模拟者将衣服折叠成球形。“这有点像你把衣服脱下来之后,随便揉成一团,”罗森克罗茨说,“看上去挺酷的,但要想缩小我们成品的体积,这并不是最有效的折叠方式。”因此,罗森克罗茨和同事杰西·路易斯·罗森伯格(Jesse Louis-Rosenberg)一起开发了一种基于碰撞的模拟器,复制了人们折叠衣物的过程。

这项计划对设计界、时尚界和制造业产生了十分惊人的影响。“用3D打印制作出高度折叠的成品,再将其展开,这听上去简直和科幻片一样,”罗森克罗茨说,“说实在的,如果你在一个数码世界里工作了这么久,研究的还是这么复杂的东西,最令人吃惊的就是这件事居然真的办成了。它刚打印出来时被压缩得那么厉害,现在却能穿到身上,还能打着褶子,在你身后摇来晃去。”

打印技术也需要进行特殊的改进。“神经系统”设计室将研发一些新工具,便于安装所需软件。“这几年来,我们一直在和‘神经系统’及我们的同行合作,共同努力,让机器设备发挥它们的最大潜力,”Shapeways公司的卡琳·卡尔米(Carine Carmy)说道,“我们既要调整托盘密度,使其能一次性生产一千件衣服;又要决定机器的运作时间,提高产品生产效率;还要决定打印成品的精细程度,使得人们能以微米级精度进行设计。”

想穿穿吗?

“神经系统”设计室接下来要做的,就是提高生产速度,并采用新机理和新结构,实现对不同服装质地的模拟,如厚实的毛呢和薄薄的丝绸。他们希望最终能将这一技术应用于其它方面,如斯凯勒·蒂比茨的Hyperform计划。

由于单件衣服售价近3000美元(约合18500元人民币),“神经系统”设计室暂不考虑将这些可穿戴产品投放市场。“尽管和其它3D打印服装相比,这一价格还算是低的,但还是太贵了,”设计室表示,“我们希望能先降低造价,再考虑向公众出售我们的服装。

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