为了奥林匹克竞赛,运动员花费数年练习和优化其各自的能力。然而,世界上所有培训都无法克服设备上的一些缺陷,例如击剑中需要使用传统的手锉剑柄。日本筑波大学将3D打印机用于运动科学研发,生产出供日本击剑队使用的设备,使他们在2012年伦敦奥运会上夺得银牌。
图1 在2012年伦敦奥运会上,日本击剑队所使用的个性化剑柄,这些个性化的剑柄是由筑波大学利用从Stratasys采购的多材料Objet350 Connex 3D打印机制造的
在3D打印技术出现前,全球只有一种剑柄,而且每位参赛者必须提交该剑柄,定制合适的配件与防滑表面。如果剑断了,几乎无法得到同样合适的。即便剑柄形状出现轻微的差异,也会影响运动员的发挥。因此,在筑波大学体育学院的宪久·藤井领导的研究团队了解到击剑的剑柄必须与选手的手完美贴合,于是,他们开始寻找改善剑的方法。
研究院以3D形式扫描了击剑手实际使用的设备,然后将得到的多边形数据组合到三维CAD中。从Stratasys(Eden Prairie,明尼苏达州)采购的基于PolyJet的Objet350 Connex 3D打印机具有16μm的精度,使研究员能够根据运动员的反馈,得到每把剑细微变化的迭代原型,共计生产了70种原型。治虫武田是管理原型建模的研究员,他表示:“我们团队根据假定开发了多种型式,使用Objet Connex多材料3D打印机,可以轻松实现这一点,亦可以灵活地及时回复且相当精确。”
图2 治虫武田管理原型建模,他说团队可以根据运动员的反馈,给剑柄带来细微变化
定制的剑柄是在2012年4月制造的,即伦敦奥运会前3个月,每位运动员有五个备用剑柄,这样做的目的是为了让运动员安心,研究团队表示。
Stratasys将3D打印技术的精度与材料的持久性和灵活性组合到运动设备中,3D打印的快速周转时间还使运动员能够尝试几次设计迭代,直到找到与其个人偏好贴合的设备。
现在,筑波大学正在探索其他3D打印的运动应用,如体操运动员的保护设备、标枪运动员的鞋、铁人三项服装、帆船桅杆、羽毛球的步法评估系统等。
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