里约残奥会中3D打印的身影

本帖最后由 极光尔沃 于 2016-9-21 11:19 编辑

里约残奥会已经拉开了序幕,在这个为期两周的激烈竞争中,3D打印将发挥重要的作用。

对于每位残奥会运动员而言,一个完美的定制手臂、腿或轮椅可以让他们信心十足地发挥出最好的射击、投掷或跳跃。但有关假肢及相关辅助设备的规定是相当严格的,特别是涉及到材料和规格时。此外,在顶级赛车比赛中还需要大量创新。相比传统的制造工艺,3D打印技术无疑能满足以上种种严苛要求,并为运动员提供完美的定制化解决方案。下面让我们来看看里约残奥会中3D打印所创造的亮点。

美国

作为3D打印的精神家园,3D打印为美国国家队提供了巨大的竞争优势。

宝马旗下子公司Designworks为美国国家队设计出一款精简的定制化轻量级3D打印碳纤维竞速轮椅,以及一种带有手掌保护装置的独特而耐用的3D打印手套。宝马公司希望这些装备能帮助美国队赢得大量金牌。

位于美国科罗拉多州的大型3D打印服务公司TitanRobotics也为2016里约残奥会贡献了自己的力量。该公司的机械工程师AllisonJones曾两次获得残奥会金牌,现在她为美国残奥会自行车运动员BillyLister设计了一种特制支撑架,该支撑架被安装在Billy的自行车车架上,这样Billy的手臂能放在合适的位置上。Billy将携这辆特别的自行车参加本届残奥会。

伊利诺伊大学(UniversityofIllinois)是残奥会的精神家园,参加2016里约残奥会的72名美国运动员中有12名在该校训练。石油巨头BP为残疾资源和教育服务部(DivisionofDisabilityResourcesandEducationalServices)提供了一个由运动学专家组成的研发团队来帮助设计最好的设备。现在,伊利诺伊大学工程系与BP研发团队紧密合作来3D打印原型。他们的研发重点在运动员的手套上。仅在一项赛事中,运动员会戴上手套数千次地转动车轮,因此手套的磨损相当巨大,但3D打印和大量的原型帮助生产出了耐磨的高性能手套。

手套显然非常重要,肯塔基州人RaymondJones用自己的家用3D打印机为女儿Aerelle制造了一副定制化手套。

英国

航空业巨头BAESystems公司是英国残奥队的合作伙伴。该公司将其工程技术应用到竞速轮椅和其他各种系统上,其中几乎肯定包括假肢。BAESystems应用了从3D打印到定时齿轮的先进技术来帮助英国队。虽然BAESystems并没有透露相关细节,但最近该公司声称他们的技术将ParalympicsGB队的速度平均提高了20%。因此,在航空级设备的帮助下,英国队应该会夺得金牌。

德国

Autodesk为德国运动员DeniseSchindler制造了一个重量仅为812克的3D打印假腿,Schindler将在3000米比赛中使用这个3d打印机假腿,并希望该3D打印假腿能在三项赛事中为自己带来巨大的优势。这是首次有人在残奥会中使用3D打印假腿。在2012伦敦残奥会上,Schindler使用的是用石膏型铸造技术制造的假腿,重量为1.3千克。

虽然听起来812克和1.3千克之间的差别不是很大,但在残奥会竞赛中,每一克都至关重要。空气动力学和弯曲度的重要性不亚于假腿的最终重量,因此德国残奥队与Autodesk一起不断改良设计,他们用Stratasys的FortusMC4503D打印机打印了52个原型。通过3D打印,Autodesk将假腿的制造成本降低了80%。Autodesk此举的主要目的是希望能为各个年龄阶段的人提供设计,以供他们在体育比赛中使用。

意大利

目前,冲浪还不是残奥会的比赛项目,但在2020日本夏季奥运会上,冲浪将首次成为奥运比赛项目之一。冲浪对选手的平衡感要求极高,因此冲浪运动员的每个身体部位必须实现完美的配合。WASPmedical为冲浪运动员FabrizioPassetti定制化3D打印了一个轻量级碳纤维假腿。18岁时,Passetti在一次摩托车事故中失去了一条腿,此后他一直在参加适应性比赛。假腿要承受波浪的巨大冲击,因此它必须足够坚固、稳定和轻巧,而3D打印无疑能满足这些要求。

WASP是大尺寸3D打印机BigDelta的生产商,可这次该公司却使用DeltaWasp40703D打印机和DeltaWasp20403D打印机为Passetti制造了一个3D打印碳纤维假腿,为皮划艇运动员VeronicaYokoPlebani制造了一个3D打印手臂支架。

20岁的Plebani是一名皮划艇运动员和滑雪板运动员,出生于意大利布雷西亚(Brescia)。她参加了2014俄罗斯索契冬季残奥会,2016里约残奥会将是她参加的首届夏季残奥会。值得注意的是,Plebani还会在冬季残奥会上参加滑雪板比赛,因此两年后她肯定还会与WaspMedical合作。

巴西

为了帮助本国运动员取得好成绩,巴西国家技术研究所(NationalInstituteofTechnology)为参加铅球、铁饼和标枪项目的5名本国运动员制造了专门的坐椅,这5名运动员分别是RoseannaFerreiradosSantos(在2000悉尼残奥会上赢得金牌)、VandersonSilva、JulyanaCristinadaSaliva、MarcioLucadaPaz和RafaelAmorimCoury。

这听起来可能是一项相对简单的工作,但每项比赛所需要的椅子是不一样的,此外每把椅子还要根据具体的运动员来定制。支撑和平衡是长距离投掷的关键,在椅子上感觉舒适同样对赢得比赛至关重要。

国家技术研究所的研究人员研究了5名运动员的动作,并在整个投掷过程中为他们拍摄3D图像。研究人员利用这些3D图像为运动员们设计了最终的椅子。经过一年的开发和无数次原型,研究人员们终于制造出完美的坐椅。

这5名巴西残奥会运动员将携这些独特的椅子参加2016里约残奥会。铅球、铁饼和标枪都是最原始、最基本的残奥会比赛项目,但现在这5名运动员将体验到尖端技术所带来的好处,并借此在巴西民众面前为国家争光。

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