3D打印技术正在帮助残疾人运动员获得优势

通过詹姆斯新星k，昆士兰大学和安德鲁·诺瓦克，科技大学的悉尼

像残奥会这样的大型体育赛事是技术创新的摇篮。运动员、教练、设计师、工程师和体育科学家都在不断地寻找下一个改进，使他们获得优势。在过去十年中，3 d打印技术有成为一个工具推动跑步和自行车等运动的进步，残奥会运动员也越来越多地使用它。

残奥会的特点是运动员的能力各不相同，参加各种不同的比赛类别．许多选手使用假肢、轮椅或其他专业组件，以使他们发挥最佳水平。

一个有趣的问题是，3D打印是否会扩大或缩小能够使用专业技术的运动员与无法使用专业技术的运动员之间的差距。换句话说，是不是广泛的可用性现在，3D打印机在许多家庭、学校、大学和makerspaces-帮助创造公平的竞争环境?

忘记大规模生产

大批量生产的设备，如手套、鞋子和自行车，通常是为适合健全的身体形状和游戏风格而设计的。因此，它可能不适合许多残疾人运动员。但一次性定制设备的生产既昂贵又耗时。这可能会限制一些运动员的接触，或者要求他们自己想出“diy”的解决方案，但可能没有专业生产的设备先进。

3D打印可以以更实惠的价格提供定制设备。一些前残奥会运动员，比如英国铁人三项运动员乔·汤森和美国田径运动员阿里尔Rausin现在，他们使用3D打印技术为自己和其他轮椅运动员制作个性化的手套。这些手套适合运动员的手，就像他们的手一样，并且可以根据不同的条件打印不同的材料。例如，汤森德在比赛中使用坚硬的材料以达到最佳表现，而在训练时使用柔软的手套，这样既舒适又不太可能造成伤害。

3d打印手套价格便宜，生产速度快，而且一旦坏了就可以重新打印。因为设计是数字化的，就像照片或视频一样，可以根据运动员的反馈进行修改，甚至在急需零件的时候发送到最近的3D打印机。

更努力，更好，更快，更强

优秀的运动员可能会担心3d打印的零件是否足够坚固，以承受所需的性能要求。幸运的是，3D打印材料已经取得了长足的进步，许多3D打印公司开发了自己的配方，以适应从医疗到航空航天等各个行业的应用。

回到2016年，我们看到第一个3d打印假肢在残奥会使用德国自行车手丹尼斯·辛德勒它由聚碳酸酯制成，比她之前的碳纤维假体更轻，但同样坚固，更合适。

研究显示短跑运动员可以产生超过1000牛顿的力在加速过程中(与一个100公斤重的人站在你身上感受到的力相同)，这样的假肢需要非常坚固和耐用。辛德勒帮助她在东京奥运会上赢得了一枚铜牌。

更先进的材料3D打印为残奥会设备包括碳纤维，与汤森使用它来生产完美的曲柄臂handbike。3D打印技术可以将增强碳纤维精确地放置在需要的地方，以提高部件的刚度，同时保持重量轻。这就产生了比铝制零件性能更好的零件。

3d打印的钛也被用于定制假肢手臂例如，新西兰残疾人运动员安娜·格里马尔迪(Anna Grimaldi)可以安全地握住50公斤的重物，这是标准假肢无法实现的。

不同的技术协同工作

3D打印要想达到最大的效果，就需要与其他技术结合使用。例如,三维扫描通常是设计过程中的一个重要部分，使用一组照片，或专用3D扫描仪，将运动员身体的一部分数字化。

这种技术已经被用于3d扫描座椅模具为澳大利亚轮椅网球冠军迪伦·奥尔科特(Dylan Alcott)设计的座椅，使工程师能够为他制造出最大程度的舒适、稳定和性能。

3D扫描也被用来创建完全配合的控制澳大利亚射手泰蒙·肯顿-史密斯出生时就有部分左手。握把然后3d打印在硬和软的材料澳大利亚体育学会，提供更可靠的弓握与减震能力。如果手柄断了，一模一样的可以很容易地重新印刷，而不是依靠别人手工制作一个新的，可能有轻微的变化，需要很长时间来生产。

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所有这些技术越来越容易获得，这意味着更多的非精英运动员可以试验独特的部件。业余爱好者和专业人士已经可以购买了跑步鞋鞋底是3d打印的3d打印定制自行车框架．对于那些有3D打印机的人来说，冲浪的鳍，自行车配件还有更多内容可以免费下载，只需几美元就可以打印出来。

然而，不要指望你的家用3D打印机很快就能制造钛部件。虽然这项技术在一定程度上促进了比赛的公平性，但精英运动员仍然可以获得专门的材料和工程专业知识，这使他们具有技术优势。

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本文由Julian Chua合著，他是一名体育技术顾问再造工程实验室也是《体育科技博客．

詹姆斯·诺瓦克，高级研究员及兼职讲师昆士兰大学和安德鲁·诺瓦克，高级研究员悉尼科技大学

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