3D打印技术在体育领域的应用范例

中国体育用品业联合会时间：2022-09-25点击：

随着3D打印技术的迅速发展，体育行业越来越多的应用这项技术。无论对体育用品制造商，还是对运动员来说，这都将为体育行业带来新的市场机遇。很多著名体育品牌已经开始使用3D打印技术，其中包括一级方程式赛车上用的高端零部件，以及像耐克等鞋类制造商推出彩色3D打印运动鞋。3D打印技术越来越受欢迎，使得运动员和消费者开始以全新的方式面对体育运动。以下是3D打印技术在体育领域的应用范例，供中国体育用品行业参考。

1、3D打印义体

在过去十年中，3D 打印技术已成为推动跑步和骑自行车等运动进步的工具，并且越来越多地被残奥会运动员使用。总部在美国的设计软件公司 Autodesk 与德国运动员丹尼斯·辛德勒（Denise Schindler）合作，她成为第一个在巴西里约热内卢2016残奥会上使用全3D打印假肢进行自行车比赛的运动员，这是世界上第一个在残奥会上出现的3D打印假肢。通过激光扫描，辛德勒的残肢被数字化测量，建立数字模型，而且辛德勒可以量身定制她想要的脚。一两天就有可能生产出来，这就大大增加了运动员的训练时间，使运动员和自己的假肢磨合得更充分。

3D 打印义体还可以根据运动员的反馈进行修改，甚至在急需零件时发送到最近的 3D 打印机。3D 打印允许将增强碳纤维准确放置在需要提高零件刚度的位置，同时保持轻巧。钛也被用于定制3D 打印的假肢，例如新西兰残奥会选手格里马尔蒂（Anna Grimaldi）的假肢能够以标准假肢无法达到的方式安全握住 50 公斤重物。

2、3D 打印运动手套

英国铁人三项运动员汤森（Joe Townsend）和美国田径运动员劳辛（Arielle Rausin）现在使用 3D 打印技术为自己和其他轮椅运动员制作个性化手套。这些手套非常合身，就像是在运动员的手上模制而成，并且可以在不同的条件下用不同的材料进行制作。例如，汤森使用坚硬的材料以在比赛中发挥最佳性能，使用更柔软的手套进行训练，既舒适又不太可能造成伤害。3D 打印的手套价格低廉，生产速度快，而且只要破了就可以重新打印。由于设计是数字化的，就像照片或视频一样，因此制作非常方便快捷。

3、3D 打印赛车部件

美国汽车品牌雪佛兰的赛车运动部门宣布，他们的车队在2020赛季使用安装有3D打印部件的车辆进行了超过8万英里（约12.8万公里）的比赛。雪佛兰利用3D打印技术制造了油箱、空调冷却箱、集成水合系统、前灯组件和动力转向泵支架等部件。两辆全新中置发动机Corvette C8.Rs 赛车分别配备了75个3D打印部件，其中50个部件是由通用汽车公司内部设计或打印的。车的排气系统包含3D打印部件，除了降低成本和增加设计自由度外，还有助于消除传统制造部件中出现的故障点。通过利用3D打印部件，雪佛兰汽车运动公司展示了快速成型制造的诸多优势，包括提高制造效率、减轻重量、加强部件整合、提升创造力和节约成本。3D打印部件可以提供与铸造或铣削部件同等的强度和耐久性，这对产品开发和设计至关重要。

4、3D打印运动面具

伦敦的3D打印公司Cavendish Imaging为运动员设计和制作运动面具，工作人员既可以使用现场的光学扫描仪或者锥形束技术获得运动员的面部扫描模型，也可以使用传输过来的模型文件来完成制作，即不需要运动员亲临现场——直接在面部进行测量、调试。3D打印的面具常用于保护撕裂受伤的部位，例如下巴、嘴唇，或者骨折的鼻子、颧骨。较大的面具可保护烧伤部位，软化疤痕组织，保护面部植入体。目前为止，该公司已经为多位职业足球运动员和英式橄榄球运动员提供3D打印面具，让鼻梁、眼窝、颧骨受伤的运动员可以在数日内重回赛场，参加充满力量撞击的体育运动。这些运动员包括英超联赛切尔西俱乐部前锋托雷斯和登巴•巴、阿森纳俱乐部门将法比安斯基以及水晶宫俱乐部中卫阿德里安•马里亚帕等。

5、3D打印骑行防护头盔

总部位于伦敦的创业公司HEXR推出一款3D打印自行车定制头盔，除了提供个性化体验外，HEXR头盔还提供了比传统自行车头盔更强的保护。HEXR头盔还可以附带其他功能，包括定制雕刻，内置太阳镜支架，替代设计的可拆卸盖子和可选的棘轮系统。

HEXR公司推出了一款新的头部扫描应用程序，使用户可以订制3D骑行头盔。“扫描到打印”平台旨在用作灵活的分散式生产系统，可在不牺牲产品安全性的情况下实现可定制性。由于头盔是按需打印的，因此HEXR在资金和生产过剩方面风险最小，这使该公司可以专注于完善服务。

6、3D打印高尔夫球杆

高尔夫球杆行业创新领导品牌Cobra Golf推出首款3D打印推杆，其采用了脚跟趾部加重推杆中相同的独特制造技术。使用3D打印的优点是允许设计人员创建锻造或铣削无法产生的形状和结构。复杂的设计提供了高强度，但尼龙的重量比它所替代的钢轻得多。同时，它吸收了过多的振动，从而在支撑轻巧的铝制表冠的同时增强了声音和感觉。Cobra的设计师重新设计了重量，以钨丝插头的形式策略性地放置在轻击棒的脚跟和脚趾区域。这有助于提高惯性矩，并使头部在踩到脚跟或脚趾的推杆上更稳定。

为了帮助高尔夫球手创造更好的挥杆效果，每个3D打印推杆均具有特殊设计的凹槽，可变杆面的杆面。它有四层，从脚后跟到脚趾，击球区域的顶部呈4度的杆面倾角。但是，其下方区域的放样逐渐减少，直到最低水平。如果高尔夫球手向前压，并在击打时使推杆放下，则顶部的4度放杆可以帮助提起球并使球更有效地滚动。

7、3D打印冲浪板

法国公司WYVE使用可循环使用的塑料，3D打印了冲浪板内部的蜂窝结构（启支撑和承重的作用），表面安装透明的面板，经过实战测试，这款冲浪板不仅使用的材料更少，实现了轻量化，还优化了稳固性。

8、3D打印跑鞋

在跑鞋制作上，3D打印技术已经逐渐被广泛应用。2022年8月，阿迪达斯公司发布了新款3D打印跑鞋4DFWD，其并没有像现在一些新出的3D打印鞋那样，采用整鞋全3D打印的方案，而是只打印了中底部分，为一种弓形格子结构。据阿迪达斯介绍，这种弓形格子中底可以将垂直压力转化为水平力量，从而为跑者提供了一种了不间断的、平滑向前的推力，让跑者跑得轻松一些。此外，中底的缓冲性能较前代提升了23%。

来源：3dnatives.com 张曙光编译

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