盡管時(shí)裝產(chǎn)業(yè)具有悠久的歷史，尤其女裝，消費(fèi)市場(chǎng)上幾乎從來(lái)不缺女裝，批量的、定制的，各種尺碼、各種款式，但這卻不能讓每一件衣服都能讓人穿的貼身、曲美。
盡管4D打印技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)間還非常短，但這并不影響它的發(fā)展。這不，美國(guó)麻省科技設(shè)計(jì)公司“NervousSystem”近日研發(fā)出一種利用4D打印技術(shù)，制造彈性貼身布料，并打印出了全球第一件“4D裙”（見(jiàn)下圖）。
該裙子就解決了不合身的問(wèn)題，并且會(huì)根據(jù)穿戴者的體型情況進(jìn)行自我改變。更神奇的是還可以自動(dòng)變化造型（見(jiàn)下圖），這或許正是女性衣柜里缺的那件衣服。而制作該裙子的布料纖維由2279個(gè)三角形和3316個(gè)連接點(diǎn)相扣而成，三角形與連接點(diǎn)之間的拉力，可隨人體形態(tài)變化，即使變胖或變瘦，4D裙也不會(huì)不合身。
這條裙子在打印機(jī)內(nèi)部所需要的空間比打印普通3D模型要大很多，但是技術(shù)人員仍然很完整的打印出了整條裙子。同時(shí)，研發(fā)人員還用4D打印技術(shù)打印出了一系列與這條裙子搭配的珠寶首飾，而這些首飾毫無(wú)疑問(wèn)的也是可以根據(jù)人體結(jié)構(gòu)而自動(dòng)變形的（見(jiàn)下圖）。
“Nervous System”所采用的4D打印材料的原理在麻省理工的基礎(chǔ)上又有了新的突破，采用的是“選擇性激光燒結(jié)技術(shù)”，是利用激光束燒結(jié)尼龍粉末材料制造原型，激光束不會(huì)燒結(jié)三角形與連接點(diǎn)之間的粉末，未被燒結(jié)的粉末于打印后掉出來(lái)，形成環(huán)環(huán)相扣的纖維，每條裙需48小時(shí)制作，造價(jià)則達(dá)1900英鎊(約合人民幣18393元)，而這價(jià)格絲毫不影響女性對(duì)它的親睞。
這條通過(guò)4D打印技術(shù)打印的裙子，意味著3D打印物體的形狀能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)變成另一個(gè)形狀，能夠使設(shè)計(jì)者不需要手工勞動(dòng)就能轉(zhuǎn)換成它最終的設(shè)計(jì)形式。為此，“Nervous System”還專門研發(fā)了應(yīng)用程式，讓用戶先對(duì)自己的身體進(jìn)行3D掃描，再選擇布料尺碼和形狀，即時(shí)親手訂造獨(dú)一無(wú)二的4D裙。
雖然我們很早就可以通過(guò)3D打印技術(shù)打印各部分零件，然后手動(dòng)地把這些部件組裝在一起，創(chuàng)造一件大件的物體。然而，4D打印與眾不同之處是，打印好的物體能夠自動(dòng)組裝或是轉(zhuǎn)變成預(yù)設(shè)的形狀。與麻省理工理解不同的是，他們把這一處理過(guò)程稱為“運(yùn)動(dòng)學(xué)”，與力學(xué)的其中一個(gè)分支相同的名字——也被稱為運(yùn)動(dòng)的幾何，它描述的是物體的運(yùn)動(dòng)而不是運(yùn)動(dòng)的原因。
Rosenkrantz說(shuō)：“我們認(rèn)為‘運(yùn)動(dòng)學(xué)’最大的好處是它可以把任何的三維物體轉(zhuǎn)換為一個(gè)靈活的結(jié)構(gòu)然后用來(lái)3D打印，公司通過(guò)計(jì)算機(jī)折疊程序可以把結(jié)構(gòu)進(jìn)一步壓縮。”
為了制造出這些裙子，一個(gè)3D人體形態(tài)掃描儀必不可少，它是數(shù)字化服飾模型的基礎(chǔ)。通過(guò)選擇三角形的鉸鏈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，最終成品的硬度和狀態(tài)可以在這一階段進(jìn)行控制，而這些材料下垂的模式會(huì)通過(guò)屏幕模擬出來(lái)。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬軟件，這一個(gè)數(shù)字化模型可以被折疊成一個(gè)更小的形狀，然后打印出來(lái)的是壓縮的形態(tài)。當(dāng)人們把裙子從打印機(jī)上拿下來(lái)后，它就會(huì)自動(dòng)恢復(fù)預(yù)設(shè)的形狀。
Rosenkrantz說(shuō)道：“壓縮設(shè)計(jì)不僅使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)變得更容易，也能使運(yùn)輸更方便。它大大地保證了靈活性衣服的創(chuàng)意得以實(shí)現(xiàn)，也可以使今天的小規(guī)模打印機(jī)進(jìn)行大件結(jié)構(gòu)物體的生產(chǎn)?！比ツ辏琋ervous System應(yīng)摩托羅拉公司的要求，開(kāi)始研發(fā)這一“運(yùn)動(dòng)學(xué)”概念來(lái)定制4D打印的個(gè)性化產(chǎn)品。
Kinematics 能生成由 10 到 1000 個(gè)不同的零件組合成的設(shè)計(jì)，它們能連接構(gòu)建成動(dòng)態(tài)或機(jī)械的結(jié)構(gòu)。比如打印一條裙子時(shí)，先是 3D 掃描顧客，接著作出裙子的草圖，然后在裙子上鑲嵌上花紋。下面就是生成Kinematics 結(jié)構(gòu)，模擬裙子的懸垂特色。最后將裙子壓縮，通過(guò)計(jì)算折疊，裙子比 3D 打印機(jī)還要大。還可以一次打印完一件，而不是分成不同的部分先打印再組合成一件產(chǎn)品。
這些產(chǎn)品的價(jià)格根據(jù)不同的定制選擇會(huì)不一樣，只要顧客喜歡并定制好了某一個(gè)設(shè)計(jì)，就可以下訂單，然后Nervous System就會(huì)把它生產(chǎn)出來(lái)。第二個(gè)免費(fèi)程序可以讓用戶在NervousSystem的模板上試驗(yàn)，再把成品在家里打印出來(lái)。Rosenkrantz 和 Louis-Rosenberg 把這套理論進(jìn)一步發(fā)展了，加入了把設(shè)計(jì)折疊成它能夠達(dá)到的最小的空間結(jié)構(gòu)。
4D 打印的優(yōu)點(diǎn)，一方面是能將形狀擠壓成它們最小的布局并 3D 打印出來(lái)，這樣將打印出來(lái)的產(chǎn)品將沒(méi)有冗余的東西；另外一方面是其打印的物體可以根據(jù)不同的需求進(jìn)行自我變化，這些是 3D 打印無(wú)法比擬的。
而4D打印在時(shí)裝領(lǐng)域的應(yīng)用將改變當(dāng)前服裝的格局，比如未來(lái)的時(shí)裝店將不再展示時(shí)裝，也不再需要庫(kù)存，而是一臺(tái)人體3D掃描儀加一臺(tái)專業(yè)設(shè)計(jì)模板的計(jì)算機(jī)加一面虛擬現(xiàn)實(shí)的鏡子，用戶可以根據(jù)自己的風(fēng)格與偏好從計(jì)算機(jī)中選擇相應(yīng)的模板，而這一模板可以是任意的風(fēng)格，也可以是自己的照片，系統(tǒng)將自動(dòng)設(shè)計(jì)并生成相應(yīng)款式的時(shí)裝。
借助于人體3D掃描儀，掃描人體尺寸，并由系統(tǒng)自動(dòng)生成精準(zhǔn)的模型，之后與所設(shè)計(jì)的時(shí)裝進(jìn)行合并，消費(fèi)者就能看到一種接近于真實(shí)的展示。借助于虛擬現(xiàn)實(shí)的鏡子，消費(fèi)者可以對(duì)其進(jìn)行任意角度的旋轉(zhuǎn)展示，并根據(jù)自己的意見(jiàn)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整與修改，最終生成消費(fèi)者心目中的那件衣服。之后可以借助于云服務(wù)傳輸?shù)酱蛴〉攸c(diǎn)進(jìn)行時(shí)裝打印，也可以在配置了4D打印機(jī)的門店直接進(jìn)行時(shí)裝打印。如此說(shuō)來(lái)，4D打印將帶時(shí)裝進(jìn)入真正的私人訂制時(shí)代。
