碳纤维3D打印,再助力残奥会!

碳材谈科技 2024-08-26 16:24:51

3D打印服务公司CRP USA(美国北卡罗来纳州摩尔斯维尔)与八届残奥会金牌得主塔季扬娜-麦克法登(Tatyana McFadden)合作,使用选择性激光烧结(SLS)和该公司的Windform XT 2.0材料(一种碳纤维填充聚酰胺)制造3D打印轮椅赛车手套。据 CRP 称,此次合作解决了制造方面的重大挑战,并为精英运动装备设定了新标准。

轮椅竞速比赛对运动员的性能要求很高,因为手和轮子不断接触会产生很大的摩擦力。传统手套往往无法满足麦克法登等运动员的要求。在采用 CRP 美国公司的解决方案之前,她使用标准模具套件制作手套,但发现质量不过关。传统方法难以生产出既能承受轮椅比赛的巨大压力,又能保持精度和舒适度的手套。

“麦克法登回忆说:"我的第一副轮椅竞速手套被称为‘马具手套’。“它们的形状像大拇指,由厚重的织物制成,里面有橡胶衬垫。它们的柔软度让我在每次撞击手环时都能感受到冲击力。到 2008 年残奥会时,我和我的团队开始制作硬手套。我们将塑料珠放入沸水锅中融化,然后将塑料成型,套在我的手上。这个过程需要好几天才能完善。有时,我们不得不重新开始,把整个塑料手套扔回水里。手套做好后,我不会让它离开我的视线,因为如果放在车里或在高温下太久,它们就会融化。时间一长,塑料就会磨损,所以我们把手套做得很厚,但它们很重。尽管如此,即使是这样的手套也无法满足麦克法登的需求。

2015 年,当麦克法登有机会尝试使用 3D 打印手套时,情况发生了重大变化。2016年,她与美国CRP公司联系,继续开发3D打印赛车手套,目标是与2015年使用的手套相比 “更结实、更耐用”。

强度和耐用性无疑是麦克法登要求美国 CRP 公司提供的重要特性,以便她在比赛中发挥出最佳水平,但它们并不是唯一的特性。轻便、坚硬、耐磨损和耐气候性也是她想要的其他重要特性。“当我与 CRP 美国团队会面时,“McFadden 说道,”我们还讨论了手套的耐热性、橡胶、耐候性和带子,这样它们就能更好地固定在我的手上。在室外比赛时,我们要面对各种天气条件,我希望做好一切准备。我的手套过去曾破裂过。我在击打手环时会产生很大的力量,而我以前的手套只用了不到一年。我还希望有更好的方法为手环添加橡胶。CRP 美国团队倾听了我的需求,并以最佳方式满足了我的要求。

在室外比赛时,我们要面对各种天气条件,我希望能做好一切准备"。

在制造部件之前,与客户的讨论至关重要。在与 McFadden 进行多次会谈后,CRP 美国团队选择了 SLS 和 Windform XT 2.0 作为制造材料。在这个具体案例中,3D 打印手套使用的橡胶是标准的现成产品。CRP 美国团队根据尺寸对其进行修剪,并使用结构粘合剂将其粘合到手套上。这一操作体现了 CRP 美国团队的高度专业性,以及 Windform XT 2.0 与各种组件的兼容性,确保了无缝粘接,不会出现任何问题。

图源:塔蒂亚娜·麦克法登Instagram

“在她的职业生涯中,塔齐娅娜发现手套的质量和细节都达不到她所需要的高标准,“CRP 美国公司高级项目协调员内森-贝克(Nathan ”Nate" Baker)解释说。“这时,我们的意大利合作伙伴 CRP Technology 开发的 Windform 系列 3D 打印复合材料开始发挥作用。在 CRP 美国公司,我们为她试用了几种不同的 Windform 材料,其中的黄金标准是 Windform XT 2.0。

Windform XT 2.0 的特性确保手套能够承受轮椅比赛中持续的高摩擦环境,而不会变质。与传统材料相比,这种耐用性延长了手套的使用寿命。此外,Windform XT 2.0 的柔韧性和减震性能确保了最大程度的舒适性,使麦克法登能够专注于她的表演,而不会感到不适或分心。

CRP USA 将部件掏空,并插入内部结构。这样可以减轻重量(约 100 克,比传统手套减轻 50%),同时保持强度、完整性并提高耐用性--这对麦克法登在比赛中的灵活性和速度有很大帮助。3D 打印轮椅赛车手套 Windform XT 2.0 完成后,进行了重量和耐用性测试,结果良好。

“我还记得第一次在赛道和公路上使用 Windform XT 2.0 手套的情景,"麦克法登说。“它们如此轻便耐用,给我留下了深刻印象。我的手感觉非常轻,就像什么都没抓住一样。当我第一次把手放进手套时,感觉非常顺滑。他们还在手套上开了两个孔,我可以把手套绑在手上,而不用使用额外的夹子。

CRP USA 和 McFadden 将继续合作改进 3D 打印轮椅赛车手套,重点是提高抓地力和舒适度,尤其是在雨中比赛时。

第八届国际碳材料大会暨产业展览会(Carbontech 2024)将于12月5-7日在上海新国际博览中心W1、W2、W3馆盛大举行,本届展会预计展出面积40,000m2,汇集超800家全球碳材料产业链上下游厂家。同期举办主题论坛9场,闭门研讨会1场,吸引来自金刚石、超精密加工、石墨烯、碳纳米材料、碳纤维及其复合材料、碳碳复合材料、新能源碳材料等领域超50,000国内外采购商莅临现场,为全球买家打造一个专业、创新、交流的全产业链合作盛宴。

0 阅读:0

碳材谈科技

简介:感谢大家的关注