華曙高科鋁鎂鈧金屬3D打印冰刀助力短道速滑國家隊征戰(zhàn)冬奧會

來源：華曙高科

2022年北京冬季奧運會正如火如荼進行中，全世界最頂尖的冰雪運動健兒齊聚長城內外，共赴冰雪之約，共筑冬奧之夢。2月12日，在冬奧會速度滑冰男子500米決賽中，高亭宇打破奧運紀錄奪得了金牌！2月13日，在短道速滑女子3000米接力比賽中，中國隊不畏強敵奪得銅牌！

南極熊獲悉，2021年初，工業(yè)級3D打印領航企業(yè)華曙高科與中國奧林匹克委員會奧運會備戰(zhàn)辦公室簽署協議，采用金屬3D打印技術為參加北京奧運會的中國短道速滑隊提供裝備優(yōu)化解決方案，為運動員量身定制輕量化、個性化新型短道速滑冰刀，為國家隊征戰(zhàn)2022北京冬奧會貢獻出一份力量。

拓撲優(yōu)化實現輕量化、流線型設計
華曙研發(fā)團隊通過分析運動員在短道速滑轉彎中的動作，采集運動員作用在冰刀上的數據，得出冰刀受力工況，并對冰刀刀管進行輕量化拓撲優(yōu)化，保證了刀管的流線型外觀及質量、橫向和切向強度的幾何優(yōu)化設計，滿足了安裝、定位、加工等工藝需求。

新型3D打印冰刀刀管管體結構呈現流線型，結構合理，風阻小。

圖為教練員測量新型3D打印冰刀弧度。

成功開發(fā)鋁鎂鈧新型材料工藝
傳統冰刀刀管采用鋁合金材料生產，華曙3D打印冰刀刀管則采用了鋁鎂鈧合金（AlMgSc）材料。

鋁鎂鈧合金是在傳統鋁鎂合金基礎上開發(fā)的新一代航天結構材料，具有比強度高，塑性好、耐高溫（250℃）等特性，華曙研發(fā)團隊在FS421M金屬3D打印設備上，測試了鋁鎂鈧材料強度、韌性、疲勞等力學性能，獲得最優(yōu)化參數，成功開發(fā)鋁鎂鈧金屬3D打印工藝。鋁鎂鈧合金打印的結構件，具有比傳統鋁合金更高的強度，且能替代某些鈦合金部件，達到減重降費的效果。

比傳統冰刀輕20%以上

華曙研發(fā)團隊通過分析和采集運動員在短道速滑轉彎中體重、傾斜的角度、轉彎半徑、速度、離心方向的力、重力方向的力、標準力、側向力的數據，得出冰刀的受力工況，并根據受力工況在仿真軟件中進行計算，獲得冰刀最優(yōu)結構。

根據新型冰刀系統刀管、刀托的模型重量測算，刀管+刀托優(yōu)化后的總重量，比傳統冰刀重量減輕20%以上。

運動員反饋
新型冰刀重量減輕，穿著感覺更具輕盈感，在彎道滑行中具有更高的抓冰力，過彎更順暢，能承受中速滑行和正常起跑產生的機械壓力。