华曙高科铝镁钪金属3D打印冰刀助力短道速滑国家队征战冬奥会

来源：华曙高科

2022年北京冬季奥运会正如火如荼进行中，全世界最顶尖的冰雪运动健儿齐聚长城内外，共赴冰雪之约，共筑冬奥之梦。2月12日，在冬奥会速度滑冰男子500米决赛中，高亭宇打破奥运纪录夺得了金牌！2月13日，在短道速滑女子3000米接力比赛中，中国队不畏强敌夺得铜牌！

南极熊获悉，2021年初，工业级3D打印领航企业华曙高科与中国奥林匹克委员会奥运会备战办公室签署协议，采用金属3D打印技术为参加北京奥运会的中国短道速滑队提供装备优化解决方案，为运动员量身定制轻量化、个性化新型短道速滑冰刀，为国家队征战2022北京冬奥会贡献出一份力量。

拓扑优化实现轻量化、流线型设计
华曙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。

新型3D打印冰刀刀管管体结构呈现流线型，结构合理，风阻小。

图为教练员测量新型3D打印冰刀弧度。

成功开发铝镁钪新型材料工艺
传统冰刀刀管采用铝合金材料生产，华曙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，华曙研发团队在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。铝镁钪合金打印的结构件，具有比传统铝合金更高的强度，且能替代某些钛合金部件，达到减重降费的效果。

比传统冰刀轻20%以上

华曙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。

运动员反馈
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。