Cómo los equipos deportivos impresos en 3D están cambiando el juego

La industria de fabricación de equipos deportivos y sus brazos auxiliares tiene un valor anual de alrededor de € 300 mil millones en todo el mundo. La fabricación aditiva de artículos deportivos tiene claras ventajas en comparación con los métodos de fabricación tradicionales.

Equipo deportivo impreso en 3D

Si bien muchos pueden estar familiarizados con las diversas zapatillas de deporte impresas en 3D de Adidas y New Balance, existen muchas aplicaciones además de los wearables. Casos recientes han impulsado la tecnología hacia desarrollos más importantes dentro de la fabricación de equipamiento deportivo. De hecho, la tecnología adquiere algunos bienes y accesorios más complejos, proporcionando diseños que de otro modo serían imposibles.

Estas son algunas de las formas más interesantes en que la impresión 3D está brindando nuevas posibilidades para atletas y fabricantes:

Equipo más ligero

Al igual que con los vehículos de carreras, lo que parecerían cambios de peso pedantes pueden ser la diferencia entre el primer y segundo lugar. Este es especialmente el caso de las piezas metálicas como los cuadros de bicicletas, razón por la cual Sir Bradley Wiggins y la Universidad de Sheffield optaron por un enfoque más novedoso. Usando un sistema Arcam DMLS para sinterizar manillares de titanio, pudieron darle a la bicicleta un equilibrio perfecto entre durabilidad y peso. Esto marcó la diferencia y permitió a Wiggins batir fácilmente el récord de horas de la UCI, que mide la distancia más lejana que puede recorrer un ciclista en una hora.

No fue solo un caso de densidad de material más ligera. El diseño también les permitió darle una forma con mejor aerodinámica. » La clave es administrar el flujo de aire alrededor de la bicicleta para que los diferentes componentes de la bicicleta interrumpan ese flujo lo menos posible «, dijo James Hunt, investigador asociado del Centro de Mercurio de la Universidad de Sheffield y uno de los desarrolladores de manillares impresos en 3D. “ Debido a que el manubrio golpea primero el flujo de aire, es absolutamente crítico perfeccionar esa parte del diseño. La impresión 3D nos permite realizar formas que optimizan este aspecto que sería muy difícil de conseguir con otras técnicas de fabricación ”.

El calzado y las protecciones más ligeras también son cada vez más comunes, lo que permite a los atletas correr más rápido. Estos no solo mejoran la velocidad, sino que también pueden reducir la tensión que el cuerpo ejerce sobre sí mismo mientras mantienen un estándar de seguridad. También beneficia a los fabricantes porque puede reducir considerablemente el desperdicio de material y mejorar los tiempos de producción.

Personalización mejorada

¿Quiere darle un toque personal a su equipo? Empresas como la marca francesa Grismont pueden personalizar artículos deportivos impresos en 3D según sus especificaciones exactas. Ofrecen palos de golf únicos y hechos a medida en todo tipo de colores con insignias y carcasas. Por supuesto, si bien este es un concepto más de lujo, la personalización también puede ser crucial. En ninguna parte esto es más evidente que en los atletas que tienen discapacidades.

Al igual que en el caso de la bicicleta mencionado anteriormente, el atleta paralímpico Florian Jouanny también utilizó manillares impresos en 3D más ligeros, aunque con cierta diferencia. Además de ser más liviano, también facilitaron el uso de la bicicleta, adaptándola a sus especificaciones. El equipo de Athletic 3D escaneó y midió el nivel de fuerza que estaba aplicando y adaptó el diseño en consecuencia.

Los Juegos Paralímpicos de 2020 también utilizaron asientos impresos en 3D para baloncesto en silla de ruedas, personalizando individualmente cada uno para los atletas para que estén optimizados para la forma y el movimiento de su cuerpo. El equipo de baloncesto en silla de ruedas de Gran Bretaña utilizó estos productos y logró alcanzar la cuarta posición. Otro caso es el de Arielle Rausin, que diseña e imprime su propio juego de guantes de carreras en silla de ruedas. Escanea su mano como un archivo digital e imprime guantes de carreras de plástico impresos en 3D a medida. En ambos casos, la personalización disminuye la incomodidad y se adapta a las especificaciones corporales exactas, que pueden ser cruciales para los atletas discapacitados. Lo mismo ocurre con las sillas de ruedas y las prótesis, que también son más eficientes económicamente para imprimir.

Mejores protecciones y accesorios

Empresas como la startup austriaca Zweikampf se han hecho un hueco con equipos deportivos impresos en 3D. La compañía proporciona espinilleras para jugadores de fútbol, siendo el más famoso el suministro de estos productos protectores a los jugadores austriacos. De manera similar, Cavendish Imaging ayudó a varios jugadores de fútbol ingleses a construir máscaras protectoras más cómodas para entrenar y jugar de manera más segura. Este tipo de medidas son más robustas y ahorran en gran medida el tiempo de inactividad que los jugadores deben sufrir debido a lesiones o tensiones.

Impresión 3D más segura para la cabeza de la NFL

La NFL ha discutido bastante sobre las lesiones de los jugadores y la mejor manera de disminuirlas con un mejor equipo. En ninguna parte esto es más pronunciado que en los sombreros protectores, con mucha investigación para combatir las lesiones en la cabeza. Al escanear las geometrías precisas del físico de un jugador, pueden personalizar el equipo para optimizar la protección. Las medidas precisas ayudan a llenar el espacio exacto entre la carcasa del casco y la cabeza.

La imagen de arriba muestra las estructuras de celosía impresas en 3D dentro del casco de Riddel que fueron desarrolladas por Carbon. Lo que hace que las celosías impresas en 3D sean tan geniales es que el material puede ser blando y blando en un extremo e inflexible en el otro. Además, la estructura de celosía ayuda a mantener un diseño ligero pero absorbente de fuerza.

La NFL y sus socios se reunirán en Youngstown para el simposio Helmet Challenge de la liga del 13 al 15 de noviembre de 2020. En el evento, la liga exhibirá lo último en equipos deportivos e investigación de seguridad, con la esperanza de hacer que el deporte más popular del país sea más seguro. .

El Helmet Challenge busca otorgar hasta € 2 millones en subvenciones para un prototipo de casco impreso en 3D. Las compañías también buscan otorgar un premio de € 1 millón para desarrollar aún más el diseño final del casco impreso en 3D que utilizará la NFL. Las subvenciones se entregarán a los ganadores en marzo, y la fecha límite para las presentaciones será mayo de 2021. Actualmente, más de 250 participantes se han registrado para el simposio. También hay muchas otras ofertas en el simposio. La NFL ha otorgado subvenciones por valor acumulado de más de € 1.6 millones para varios proyectos, incluido el acolchado en el exterior de los cascos desarrollado por VyaTek Sports y una superficie de juego experimental creada por FieldTurf.

Equipo de simulación y escaneo

Una gran parte de la impresión 3D y el desarrollo de nuevos equipos consiste en recopilar datos y simular su eficacia. Una de las piezas clave del equipo que podría ayudar en estos esfuerzos es un protector bucal inteligente equipado con un sensor que mide el movimiento, la aceleración y otras métricas que ayudan a calcular la fuerza y el impacto.

El ingeniero Eric MacDonald ha estado trabajando en el protector bucal mencionado anteriormente. El sensor dentro del dispositivo proporciona datos cruciales para que los investigadores puedan medir el impacto de los golpes en los jugadores. Esto les permite crear nuevos modelos basados en los datos de impacto, simulando la mejor forma de desarrollar nuevos equipos de seguridad. Estos datos pueden influir en gran medida en el diseño de futuros componentes impresos en 3D.

Otro uso de las simulaciones que beneficia enormemente a los jugadores de la NFL fue cortesía de los expertos en impresión 3D de la Universidad de Cardiff . El equipo utilizó complejas simulaciones por computadora para diseñar “C3”, un forro elástico de varias capas para ropa protectora con alta absorción de energía. Ahora proponen combinar sus estructuras de absorción de energía con su conocimiento emergente del comportamiento de los materiales viscoelásticos para crear un revestimiento de casco que sea efectivo en un mayor espectro de energías de impacto.

El modelado computacional nos permite analizar el rendimiento de una amplia gama de geometrías, para identificar aquello que tiene el potencial de proteger la cabeza contra una mayor amplitud de velocidades de colisión que los cascos actuales. Nuestras habilidades en la fabricación aditiva ahora nos permiten construir estos diseños complejos, haciendo realidad estos materiales de alto rendimiento. Dr. Peter Theobald, líder del proyecto y profesor titular de la Universidad de Cardiff

Desde correr hasta fútbol y esgrima, la impresión 3D está innovando en la fabricación de artículos deportivos. La comodidad, la personalización y la calidad atraen cada vez a más empresas. A medida que la tecnología gane más tracción, esperamos ver a más atletas luciendo accesorios fabricados de forma aditiva.

Imágenes destacadas cortesía de Zweikampf, University of Sheffield, Pinarello & Arielle Rausin, NFL & Business Journal.