高端秀場「驚現」3D列印服裝 運用剛剛解禁的核心專利——「雷射...

高端秀場「驚現」3D列印服裝 運用剛剛解禁的核心專利——「雷射燒結技術」

發表時間：2015/7/15

對很多人來說，3D列印技術只是一個噱頭，用處也就局限於製造一些沒有價值的塑料玩具。不過，隨著國外一些關鍵專利的到期，使用金屬、木頭以及布料的3D列印技術爭先浮出水面。小編發現，在剛剛結束的 Chanel 巴黎和柏林高級定製大秀上，幾款服裝就運用了最先進3D列印核心專利——「選擇性雷射燒結」技術製成，什麼是「選擇性雷射燒結」技術？迫不及待一睹其「芳容」？請大家繼續閱讀吧！

巴黎和柏林高端秀場上的3D列印服裝

在剛剛結束的 Chanel 巴黎的高定大秀上，設計師 Karl Lagerfeld 展示的粗花呢套裝融合了3D列印核心專利——「選擇性雷射燒結」技術。比如開場的那一身look，就是對一件典藏款的重新演繹。在手工藝的定製服裝上，以選擇性雷射燒結的方法（SLS），將雷射射到3D立體模型上，並精確到由計算機設計出來的任意一個點，在外層製作出一層輕薄的「網紗」。

 

Chanel 經典套裝

該技術讓 Chanel 經典套裝呈現出三維立體效果，該技術依據3D列印的模型，將粉末狀材料粘合成堅固的結構。Karl Lagerfeld 介紹說：在將來，3D 技術會越來越多地用於拓展高級時裝。

 

柏林時裝周上的3D列印背心

7月 10日的柏林時裝周，設計師Marina Hoermanseder推出了鎖子甲狀的 3D列印背心， 巧妙利用 3D列印技術使這件背心的表面酷似那些柔軟、有褶襉的傳統面料。灰色皮帶和玫瑰金色帶扣則緊固在肩膀和側邊。這件背心由樹脂製成，在荷蘭進行列印，而 Marina Hoermanseder 的義大利合作生產商負責將帶扣染成玫瑰金色，兩者相配更加完美。

解讀核心專利——「雷射燒結技術」

3D列印的發展也像其他眾多我們所熟悉的產業一樣，在相當程度上受到專利的制約。荷蘭3D列印公司Shapeways的設計專家Duann Scott表示，近期將有一批3D列印的關鍵專利到期，由此他預測，當下市場中的高端列印技術將掀起一輪3D列印設備的大爆發。

這些解禁專利所構成的關鍵技術被稱為雷射燒結（laser sintering，快速成型技術的一種）——這是一項廉價的3D列印技術。而由於雷射燒結本身具有很高的解析度，因而通過它列印的產品已經非常接近上市的成品。

SLS技術原理

選擇性雷射加工(SLS)又稱選區雷射燒結，它是以CO₂雷射器為能源，利用計算機控制紅外雷射束對非金屬粉末、金屬粉末或複合物的粉末薄層，以一定的速度和能流密度按分層面的二維數據進行掃描燒結，層層堆積，最後形成成形件。SLS技術集CAD技術、數控技術、雷射加工技術和材料科學技術於一體，其工藝原理框如圖所示。

 

整個工藝裝置由粉末缸(PowderCylinder)、成型缸(Model Cylinder)、雷射器、計算機控制系統四部分組成。工作時，粉末缸活寒(送粉活塞)上升，先在基體上用滾筒均勻鋪上一薄層金屬粉末，並將其加熱至略低於材料熔點，以減少熱變形，並利於與前一層面的結合。然後，雷射束在計算機控制光路系統的精確引導下，按照零件的分層輪廓有選擇地進行燒結，使材料粉末燒結或熔化後凝固形成零件的一個層面，沒有燒過的地方仍保持粉末狀態，並可作為有懸臂的微結構下一層燒結的支撐。

燒結完一層後，基體下移一個截面層厚，鋪粉系統鋪設新粉，計算機控制雷射束再次掃描進行下一層的燒結。如此循環，層層疊加，就得到三維零件。最後，將未燒結的粉末同收劍粉未缸中，取出成型件，再進行打磨、烘乾等後處理工藝，最終形成滿足要求的原形或製件。

3D列印產業的未來發展

根據國際快速製造行業權威報告《Wohlers Report 2011》發布的調查結果，全球3D列印產業產值在1988～2010年間保持著26.2%的年均增長速度。報告預期，3D列印產業未來仍將持續較快地增長，到2016年，包含設備製造和服務在內的產業總產值將達到31億美元，2020年將達到52億美元。

但3D列印技術要進一步擴展其產業應用空間，目前仍面臨著多方面的瓶頸和挑戰：一是成本方面，現有3D印表機造價仍普遍較為昂貴，給其進一步普及應用帶來了困難。二是列印材料方面，目前3D列印的成型材料多採用化學聚合物，選擇的局限性較大，成型品的物理特性較差，而且安全方面也存在一定隱患。三是精度、速度和效率方面，目前3D列印成品的精度還不盡人意，列印效率還遠不適應大規模生產的需求，而且受印表機工作原理的限制，列印精度與速度之間存在嚴重衝突。四是產業環境方面，3D列印技術的普及將使產品更容易被複製和擴散，製造業面對的盜版風險大增，現有智慧財產權保護機制難以適應產業未來發展的需求。