全三维助力顶尖运动装备开发
发布日期：2021-11-11 浏览数：504 次
在刚刚结束的东京奥运会中，以9秒83的成绩刷新了新亚洲纪录的苏炳添表示：百米成绩每提高0.01秒，都意味着一次胜利，也意味着要付出常人难以想象的努力。而对于竞技体育运动员，运动装备对运动员运动表现有着重要的作用，先进的运动装备更是人类挑战运动极限不可或缺的推动力。
近日，意大利田径运动员Miro Buroni在运动装备制造商Diadora和碳纤维复合材料制造商CRP Technology的协助下，使用三维扫描技术和3D打印技术设计并制备了新一代田径鞋——Pleko。
针对每个运动员脚型的差异，只有精准的个性化设计才能设计出最适合的田径鞋。他们通过对运动员脚部的3D扫描，再通过3D足部扫描结果对跑步和立足点的行为进行生物力学分析，可以根据个人的足部结构和运动表现来设计鞋的模型。 Miro Buroni指出：“扫描和生物力学分析使我们能够了解外底下‘牵引系统’也就是鞋钉的最佳位置。” Pleko的支撑结构选用了CRPTechnology公司的碳纤维增强复合材料，并使用粉末床选区激光烧结技术实现了3D打印，可以为运动员提供强大的力学性质，例如优异的强度与韧性等田径鞋的必备性质。Buroni说到：“碳纤维复合材料即使在非常薄的厚度下，也能保证优异的刚度，这一特点使我能够创造出具有完美足部包裹的钉鞋，有助于增加舒适度和提高性能。”此外，基于生物力学的个性化设计可以让运动员在不损失能量的情况下，尽可能多地发力。
总的来说，他对取得的结果感到满意。他总结道:“先进的三维扫描建模技术与先进增材制造技术的完美配合，结合碳纤维增强复合材料的优异性能，使Pleko田径鞋达到了定制和专业化的最高水平。”
图 1个性化定制3D打印Pleco田径鞋
山东中科先进技术研究院与青岛博瑞科合作成立的微纳米3D打印与智能制造工程中心已经建成全三维实验室，致力于为包括先进体育装备、医疗器械等各个行业提供先进制造与表征的全三维解决方案。中心具备三维扫描仪可以对复杂的特殊结构进行快速高精度建模和逆向工程，工业CT可以实现构件内部复杂结构进行无损表征。齐全的3D打印技术（SLA、SLM、LCM、FDM）可以实现全材料体系（金属、陶瓷、高分子、碳纤维等）的快速成型。工程中心同时具备3D-DIC全场形变表征可以对复杂形状构件在多场耦合条件下下进行力学行为非接触表征，提供构件在模拟真实服役条件下的全场应变信息，从而进一步指导构件设计，加速产品迭代。
图2工程中心的全三维体系
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