美国公司用4D打印技术打印出全球第一件“4D裙”

尽管时装产业具有悠久的历史，尤其女装，消费市场上几乎从来不缺女装，批量的、定制的，各种尺码、各种款式，但这却不能让每一件衣服都能让人穿的贴身、曲美。

尽管4D打印技术出现的时间还非常短，但这并不影响它的发展。这不，美国麻省科技设计公司“NervousSystem”近日研发出一种利用4D打印技术，制造弹性贴身布料，并打印出了全球第一件“4D裙”。

该裙子就解决了不合身的问题，并且会根据穿戴者的体型情况进行自我改变。更神奇的是还可以自动变化造型，这或许正是女性衣柜里缺的那件衣服。而制作该裙子的布料纤维由2279个三角形和3316个连接点相扣而成，三角形与连接点之间的拉力，可随人体形态变化，即使变胖或变瘦，4D裙也不会不合身。

这条裙子在打印机内部所需要的空间比打印普通3D模型要大很多，但是技术人员仍然很完整的打印出了整条裙子。同时，研发人员还用4D打印技术打印出了一系列与这条裙子搭配的珠宝首饰，而这些首饰毫无疑问的也是可以根据人体结构而自动变形的。

“Nervous System”所采用的4D打印材料的原理在麻省理工的基础上又有了新的突破，采用的是“选择性激光烧结技术”，是利用激光束烧结尼龙粉末材料制造原型，激光束不会烧结三角形与连接点之间的粉末，未被烧结的粉末于打印后掉出来，形成环环相扣的纤维，每条裙需48小时制作，造价则达1900英镑(约合人民币 18393元)，而这价格丝毫不影响女性对它的亲睐。

这条通过4D打印技术打印的裙子，意味着3D打印物体的形状能够自动转变成另一个形状，能够使设计者不需要手工劳动就能转换成它最终的设计形式。为此，“Nervous System”还专门研发了应用程式，让用户先对自己的身体进行3D扫描，再选择布料尺码和形状，即时亲手订造独一无二的4D裙。

虽然我们很早就可以通过3D打印技术打印各部分零件，然后手动地把这些部件组装在一起，创造一件大件的物体。然而，4D打印与众不同之处是，打印好的物体能够自动组装或是转变成预设的形状。与麻省理工理解不同的是，他们把这一处理过程称为“运动学”，与力学的其中一个分支相同的名字——也被称为运动的几何，它描述的是物体的运动而不是运动的原因。

Rosenkrantz说：“我们认为‘运动学’最大的好处是它可以把任何的三维物体转换为一个灵活的结构然后用来3D打印，公司通过计算机折叠程序可以把结构进一步压缩。”

为了制造出这些裙子，一个3D人体形态扫描仪必不可少，它是数字化服饰模型的基础。通过选择三角形的铰链网状结构，最终成品的硬度和状态可以在这一阶段进行控制，而这些材料下垂的模式会通过屏幕模拟出来。通过计算机模拟软件，这一个数字化模型可以被折叠成一个更小的形状，然后打印出来的是压缩的形态。当人们把裙子从打印机上拿下来后，它就会自动恢复预设的形状。

Rosenkrantz说道：“压缩设计不仅使得产品设计变得更容易，也能使运输更方便。它大大地保证了灵活性衣服的创意得以实现，也可以使今天的小规模打印机进行大件结构物体的生产。”去年，Nervous System应摩托罗拉公司的要求，开始研发这一“运动学”概念来定制4D打印的个性化产品。

Kinematics 能生成由 10 到 1000 个不同的零件组合成的设计，它们能连接构建成动态或机械的结构。比如打印一条裙子时，先是 3D 扫描顾客，接着作出裙子的草图，然后在裙子上镶嵌上花纹。下面就是生成Kinematics 结构，模拟裙子的悬垂特色。最后将裙子压缩，通过计算折叠，裙子比 3D 打印机还要大。还可以一次打印完一件，而不是分成不同的部分先打印再组合成一件产品。

这些产品的价格根据不同的定制选择会不一样，只要顾客喜欢并定制好了某一个设计，就可以下订单，然后Nervous System就会把它生产出来。第二个免费程序可以让用户在NervousSystem的模板上试验，再把成品在家里打印出来。Rosenkrantz 和 Louis-Rosenberg 把这套理论进一步发展了，加入了把设计折叠成它能够达到的最小的空间结构。

4D 打印的优点，一方面是能将形状挤压成它们最小的布局并 3D 打印出来，这样将打印出来的产品将没有冗余的东西;另外一方面是其打印的物体可以根据不同的需求进行自我变化，这些是 3D 打印无法比拟的。

而4D打印在时装领域的应用将改变当前服装的格局，比如未来的时装店将不再展示时装，也不再需要库存，而是一台人体3D扫描仪加一台专业设计模板的计算机加一面虚拟现实的镜子，用户可以根据自己的风格与偏好从计算机中选择相应的模板，而这一模板可以是任意的风格，也可以是自己的照片，系统将自动设计并生成相应款式的时装。

借助于人体3D扫描仪，扫描人体尺寸，并由系统自动生成精准的模型，之后与所设计的时装进行合并，消费者就能看到一种接近于真实的展示。借助于虚拟现实的镜子，消费者可以对其进行任意角度的旋转展示，并根据自己的意见对其进行调整与修改，最终生成消费者心目中的那件衣服。之后可以借助于云服务传输到打印地点进行时装打印，也可以在配置了4D打印机的门店直接进行时装打印。如此说来，4D打印将带时装进入真正的私人订制时代。