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        3D打印為殘奧選手注入“洪荒之力”

        2021-09-22 08:43:56
        文萃報·周二版 2021年36期
        關(guān)鍵詞:洪荒之力辛德勒假肢

        在落幕不久的東京殘奧會上,許多參賽者使用假肢、輪椅或其他專門的部件,以使他們能夠發(fā)揮出最佳狀態(tài)。為了在比賽中獲得優(yōu)勢,贏在“起跑線”上,運(yùn)動員、教練員、設(shè)計師、工程師和體育科學(xué)家都在不斷地追求更進(jìn)一步。在過去的十年里,3D打印已經(jīng)成為推動跑步和自行車等運(yùn)動項目進(jìn)步的助推器,越來越多的殘奧會運(yùn)動員在3D打印技術(shù)的幫助下變得“更快、更高、更強(qiáng)”。

        近日,澳大利亞《對話》雜志刊文介紹了3D打印技術(shù)在殘奧會運(yùn)動員中的應(yīng)用。

        3D打印假肢更好、更快、更強(qiáng)

        運(yùn)動員可能會擔(dān)心3D打印的零件是否足夠堅固,能否滿足性能要求。幸運(yùn)的是,3D打印材料已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步,許多3D打印公司開發(fā)了自己的配方,以適應(yīng)從醫(yī)療到航空航天等各個行業(yè)的需求。

        研究表明,短程自行車手在加速過程中可以產(chǎn)生超過1000牛頓的力。如果這個概念難以理解的話,試想一下一個100公斤的人站在你身上,你也會感受到同樣的力。因此,假肢必須非常堅固耐用。

        早在2016年,我們就看到了德國自行車運(yùn)動員丹尼斯·辛德勒在殘奧會上使用的第一條3D打印假肢。它由聚碳酸酯制成,與辛德勒之前的碳纖維假肢同樣堅固,但更輕、更合適。這一假肢幫助辛德勒在今年的東京殘奧會上贏得了一枚銅牌。

        用于殘奧會的3D打印設(shè)備材料也包括碳纖維,用它來生產(chǎn)完美的手輪車曲柄。3D打印可以將增強(qiáng)碳纖維精確地放置在提高零件剛度所需的位置,同時保持較輕的重量——這樣的零件比鋁制零件性能更好。

        鈦也可以用于3D打印定制假肢,比如新西蘭殘疾人安娜·格里馬爾迪可以安全地握住50公斤重量的杠鈴,這是標(biāo)準(zhǔn)假肢無法實現(xiàn)的。

        利用3D掃描獲取更精準(zhǔn)數(shù)據(jù)

        為了讓3D打印產(chǎn)生最好的效果,它需要與其他技術(shù)如3D掃描結(jié)合使用。例如,專用3D掃描儀可以數(shù)字化運(yùn)動員的身體部分。該技術(shù)可通過掃描運(yùn)動員的頭部,創(chuàng)建3D模型,用數(shù)字模型幫助設(shè)計和定制適合的頭盔襯墊;掃描運(yùn)動員的腳,可以為其定制矯形器或高性能運(yùn)動鞋。

        通過對澳大利亞輪椅網(wǎng)球明星迪倫·奧爾科特的座椅模具進(jìn)行3D掃描,工程師們能夠制造出舒適性、穩(wěn)定性和性能方面均達(dá)到最優(yōu)的座椅。

        澳大利亞射箭運(yùn)動員泰蒙·肯頓-史密斯出生時左手有缺陷,工程師通過3D掃描為他設(shè)計了完美貼合的手柄,在澳大利亞體育學(xué)院,該手柄結(jié)合硬材料和軟材料經(jīng)3D打印而成,不僅具有減震能力,而且更可靠。如果該手柄壞了,還能很容易地重新打印一個相同的,而無需花費(fèi)很長時間手工制作一個可能會有所不同的手柄。

        (摘自《科技日報》)

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