我們來(lái)匯總一下北京冬奧會(huì )中的3D打印黑科技。

01 冬奧花壇里的3D雪花，是用城市固廢3D打印的

在長(cháng)安街沿線(xiàn)的冬奧主題花壇里，就蘊含著(zhù)一項3D打印黑科技，這是一座高9.1米的大花壇，主景是冬奧會(huì )和冬殘奧會(huì )會(huì )徽。散落地上的藍白兩色“雪花”格外惹眼。

“這些‘雪花’的原料是城市固廢，經(jīng)過(guò)多道復雜工序后，通過(guò)3D打印技術(shù)制作出來(lái)?！币欢涠洹把┗ā背休d著(zhù)現代科技與零碳環(huán)保理念。

最大的一片雪花直徑達1.7米，在設計、打印中要考慮厚度、寬度、仿實(shí)和堅固性，還要考慮3D打印出來(lái)的產(chǎn)品能夠承載暗藏管線(xiàn)和加強筋。

據悉，長(cháng)安街沿線(xiàn)花壇的展示結束后，“雪花”將被回收，循環(huán)利用。

02 3D掃描-設計-3D打印，為國家雪車(chē)隊運動(dòng)員定制頭盔

雪車(chē)的平均時(shí)速在100公里左右，最高可達160公里，素來(lái)有冰上F1之稱(chēng)。其風(fēng)馳電掣般的競速過(guò)程，能給人帶來(lái)無(wú)比刺激的感官享受，是雪車(chē)比賽的最大看點(diǎn)。在如此高速的狀態(tài)下，運動(dòng)員的安全保障工作是重中之重。頭盔裝備是保障雪車(chē)運動(dòng)員安全的重要防護裝備。

此前，國家雪車(chē)隊的頭盔裝備主要從國外進(jìn)口，擺脫裝備進(jìn)口依賴(lài)，用國內自主研發(fā)設計的頭盔參賽，是眾望所歸。

由于人體頭部輪廓特征豐富，適合采用非接觸式不貼點(diǎn)拼接技術(shù)，此次選用思看科技iReal 2E三維掃描儀來(lái)完成運動(dòng)員頭部三維數據的獲取。

采用中國航天T800碳纖維和純碳纖維材料，最終頭盔重量比上一代的賽用頭盔輕了500g，僅為1100g左右，為運動(dòng)員有效地減少了負重。

同時(shí)，頭盔的緩沖層采用點(diǎn)陣結構設計，由華曙高科Flight TPU工藝打印制成的topol蜂窩結構防護系統創(chuàng )造性地解決頭部細節發(fā)生形變的問(wèn)題，完成對運動(dòng)員頭型的完美自適應，并且能夠帶來(lái)極高的熱量流通效率。

03 3D打印研制滑雪機器人 

  近日，一段滑雪機器人的視頻引起了極大的關(guān)注，視頻中一個(gè)四足機器人踩著(zhù)滑雪板，左右兩側還裝有兩根雪仗。十分嫻熟的左右擺動(dòng)并向下滑行，動(dòng)作看起來(lái)超過(guò)大部分初學(xué)者的水平。

據悉，這個(gè)滑雪機器人由上海交通大學(xué)和沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所開(kāi)發(fā)，南開(kāi)大學(xué)數字創(chuàng )意和智慧設計研究中心主任薛義教授做視覺(jué)形態(tài)設計。

在歷時(shí)近半年時(shí)間里，薛教授組織博士、碩士研究生和本科生團隊，深入研究了不同原型機的功能與結構、形態(tài)與運動(dòng)特點(diǎn)、視覺(jué)形態(tài)與時(shí)代品格，材料與色彩、工藝技術(shù)與安全穩定、圖飾設計與文化內涵、與奧運精神的關(guān)系，以及冬奧標志符號應用等種種細節，為冬奧火炬傳遞和運動(dòng)機器人形韻設計進(jìn)行了充分研究和系統設計。

值得注意的是，滑雪機器人在設計制造的過(guò)程中應用了3D打印技術(shù)，從圖中可以看出，滑雪機器人的外殼及四肢的覆蓋件均采用SLA 3D打印技術(shù)制造，并經(jīng)過(guò)后期噴涂上色之后安裝在機器人上。如今，3D打印技術(shù)在制造這一類(lèi)機器人產(chǎn)品外殼方面，具有非常大的效率和成本優(yōu)勢。

04 3D打印中國結

北京市城市管理委副主任張巖介紹，迎接2022北京冬奧會(huì )，3處標志性景觀(guān)、10個(gè)主題花壇、620處景觀(guān)小品、28萬(wàn)籠燈飾、1.8萬(wàn)面宣傳道旗、6萬(wàn)余處宣傳畫(huà)面、28處燈光秀都已經(jīng)在北京全市精彩呈現。同時(shí)，在背街小巷、商業(yè)街區等布置了春節景觀(guān)小品、紅旗、彩旗、纏樹(shù)燈等。

張巖介紹，在城市景觀(guān)設計上，注重把冬奧元素比如會(huì )徽、吉祥物、冰雪圖案和春節的民俗元素，像中國結、燈籠燈飾、生肖福字等相融合?！氨热缣彀查T(mén)廣場(chǎng)巨大的中國結，高17米，就是中國結鑲嵌奧運會(huì )會(huì )徽的完美呈現?！?/span>

05 3D打印冬奧會(huì )主火炬

哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院蘇彥慶教授團隊利用金屬3D打印技術(shù)，有效助力了北京冬奧會(huì )零碳排放火炬的研發(fā)和制造。

中國航天科技集團有限公司與哈爾濱工業(yè)大學(xué)及哈特三維科技有限公司聯(lián)合攻關(guān)，發(fā)揮哈工大多年來(lái)在新材料、精密成形技術(shù)和裝備研發(fā)方面的技術(shù)優(yōu)勢，最終選定用3D打印技術(shù)研制火炬，攻克了火炬在研制過(guò)程中精密成形的難題。

蘇彥慶教授團隊對多種3D打印材料進(jìn)行了測試和優(yōu)化，對火炬內部結構進(jìn)行了成形工藝優(yōu)化，對燃燒器3D打印工藝進(jìn)行了系統驗證和改進(jìn)，最后成功制備出完全滿(mǎn)足要求的氫火炬及其燃燒系統，保障了冬奧會(huì )主火炬燃燒的可靠性。

文章來(lái)源：北京2022冬奧會(huì )、北京日報、思看科技、河北工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、BBC等

文章轉載于南極熊3D打印