回复3D技术圈:轻量化与强度兼得
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某研发团队通过分析运动员在短道速滑转弯中的动作,采集运动员作用在冰刀上的数据,得出冰刀受力工况,并对冰刀刀管进行轻量化拓扑优化,保证了刀管的流线型外观及质量、横向和切向强度的几何优化设计,满足了安装、定位、加工等工艺需求。传统冰刀刀管采用铝合金材料生产,3D打印冰刀刀管则采用了铝镁钪合金(AlMgSc)材料。铝镁钪合金是在传统铝镁合金基础上开发的新一代航天结构材料,具有比强度高,塑性好、耐高温(250℃)等特性,研发团队在FS421M金属3D打印设备上,测试了铝镁钪材料强度、韧性、疲劳等力学性能,获得最优化参数,成功开发铝镁钪金属3D打印工艺。研发团队通过分析和采集运动员在短道速滑转弯中体重、倾斜的角度、转弯半径、速度、离心方向的力、重力方向的力、标准力、侧向力的数据,得出冰刀的受力工况,并根据受力工况在仿真软件中进行计算,获得冰刀最优结构。根据新型冰刀系统刀管、刀托的模型重量测算,刀管+刀托优化后的总重量,比传统冰刀重量减轻20%以上。新型冰刀重量减轻,穿着感觉更具轻盈感,在弯道滑行中具有更高的抓冰力,过弯更顺畅,能承受中速滑行和正常起跑产生的机械压力。