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(zhǎng)安街沿線的冬奧主題花壇里，就蘊(yùn)含著一項(xiàng)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(lán)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(fù)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著現(xiàn)代科技與零碳環(huán)保理念。

最大的一片雪花直徑達(dá)1.7米，在設(shè)計(jì)、打印中要考慮厚度、寬度、仿實(shí)和堅(jiān)固性，還要考慮3D打印出來(lái)的產(chǎn)品能夠承載暗藏管線和加強(qiáng)筋。

據(jù)悉，長(zhǎng)安街沿線花壇的展示結(jié)束后，“雪花”將被回收，循環(huán)利用。

02 3D掃描-設(shè)計(jì)-3D打印，為國(guó)家雪車隊(duì)運(yùn)動(dòng)員定制頭盔

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

此前，國(guó)家雪車隊(duì)的頭盔裝備主要從國(guó)外進(jìn)口，擺脫裝備進(jìn)口依賴，用國(guó)內(nèi)自主研發(fā)設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)員頭部三維數(shù)據(jù)的獲取。

采用中國(guó)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(yùn)動(dòng)員有效地減少了負(fù)重。

同時(shí)，頭盔的緩沖層采用點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由華曙高科Flight TPU工藝打印制成的topol蜂窩結(jié)構(gòu)防護(hù)系統(tǒng)創(chuàng)造性地解決頭部細(xì)節(jié)發(fā)生形變的問(wèn)題，完成對(duì)運(yùn)動(dòng)員頭型的完美自適應(yīng)，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(jī)器人 

  近日，一段滑雪機(jī)器人的視頻引起了極大的關(guān)注，視頻中一個(gè)四足機(jī)器人踩著滑雪板，左右兩側(cè)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(jù)悉，這個(gè)滑雪機(jī)器人由上海交通大學(xué)和沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所開發(fā)，南開大學(xué)數(shù)字創(chuàng)意和智慧設(shè)計(jì)研究中心主任薛義教授做視覺(jué)形態(tài)設(shè)計(jì)。

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(tuán)隊(duì)，深入研究了不同原型機(jī)的功能與結(jié)構(gòu)、形態(tài)與運(yùn)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(wěn)定、圖飾設(shè)計(jì)與文化內(nèi)涵、與奧運(yùn)精神的關(guān)系，以及冬奧標(biāo)志符號(hào)應(yīng)用等種種細(xì)節(jié)，為冬奧火炬?zhèn)鬟f和運(yùn)動(dòng)機(jī)器人形韻設(shè)計(jì)進(jìn)行了充分研究和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

值得注意的是，滑雪機(jī)器人在設(shè)計(jì)制造的過(guò)程中應(yīng)用了3D打印技術(shù)，從圖中可以看出，滑雪機(jī)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(jī)器人上。如今，3D打印技術(shù)在制造這一類機(jī)器人產(chǎn)品外殼方面，具有非常大的效率和成本優(yōu)勢(shì)。

04 3D打印中國(guó)結(jié)

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(biāo)志性景觀、10個(gè)主題花壇、620處景觀小品、28萬(wàn)籠燈飾、1.8萬(wàn)面宣傳道旗、6萬(wàn)余處宣傳畫面、28處燈光秀都已經(jīng)在北京全市精彩呈現(xiàn)。同時(shí)，在背街小巷、商業(yè)街區(qū)等布置了春節(jié)景觀小品、紅旗、彩旗、纏樹燈等。

張巖介紹，在城市景觀設(shè)計(jì)上，注重把冬奧元素比如會(huì)徽、吉祥物、冰雪圖案和春節(jié)的民俗元素，像中國(guó)結(jié)、燈籠燈飾、生肖福字等相融合?！氨热缣彀查T廣場(chǎng)巨大的中國(guó)結(jié)，高17米，就是中國(guó)結(jié)鑲嵌奧運(yùn)會(huì)會(huì)徽的完美呈現(xiàn)?！?/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(tuán)隊(duì)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(guó)航天科技集團(tuán)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(shì)，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(tuán)隊(duì)對(duì)多種3D打印材料進(jìn)行了測(cè)試和優(yōu)化，對(duì)火炬內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了成形工藝優(yōu)化，對(duì)燃燒器3D打印工藝進(jìn)行了系統(tǒng)驗(yàn)證和改進(jìn)，最后成功制備出完全滿足要求的氫火炬及其燃燒系統(tǒng)，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?qǐng)?bào)、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(zhuǎn)載于南極熊3D打印