英联邦运动会奖牌背后：增材制造从原型到生产级装备，重塑精英体育性能

英国增材制造协会（AMUK）近日在格拉斯哥2026年英联邦运动会期间表示，赛事中许多决定成绩的关键部件均通过增材制造生产，争夺奖牌的运动员正因此感受到显著的性能提升。
这些部件被应用于自行车车把、游泳装备，以及为残奥运动员量身改造的专用器材。

该行业协会报告称，增材制造已从快速原型工具演变为一种生产级技术，通过更轻、更强且更个性化的装备带来边际收益。这项技术现已广泛应用于精英体育领域，包括一级方程式赛车、场地自行车、游泳及残疾人体育，制造商能够在不使用昂贵模具的情况下，制造复杂几何形状并根据运动员个体定制装备。近期的案例也展示了该技术如何在公路自行车领域持续演进和应用，例如在今年的环法自行车赛中。

AMUK负责人Joshua Dugdale表示，「精英体育证明了增材制造已远远超越原型制作的范畴。
当胜负取决于几分之一秒时，工程师需要更轻的部件、更快的设计迭代，以及传统制造难以实现的几何结构。
同样的能力正在强化英国工业的生产、供应链和创新。
体育让这些优势变得可见，但工业领域的机遇要大得多。」

AMUK表示，英国自行车项目已使用增材制造的曲柄、座管、车把和配件，以提升刚度、空气动力学性能以及针对车手的个性化适配。一级方程式车队则利用该技术加速空气动力学开发，并以比赛节奏制造工装和功能性零件。AMUK还指出，该技术在残疾人体育中的作用日益增长，可以围绕运动员的解剖结构和运动方式设计定制装备。

在AMUK引用的案例中，其会员公司76 Additive（一家由Rob Johnson创立的3D打印服务提供商）为英国铁人三项运动员Claire Cashmore设计了一款组合式握把和电脑支架，用于2020年东京残奥会。该装备是围绕运动员的个人解剖结构和人体工学需求设计和制造的——采用注塑成型或CNC加工等传统工艺时，这种单件定制产品往往在经济上不切实际，因为为单个零件制作模具的成本过高。增材制造则避免了这一问题，因为用于原型制作的同一台机器和工艺也可以直接生产最终版本，无需模具或切削刀具。

该公司还为空气动力学自行车及铁人三项产品制造商Drag2Zero生产了晶格结构空气动力学车把，被英国奥运金牌得主铁人三项混合接力队使用。此外，76 Additive还生产一款名为EZ Gains Hydroglide的游泳训练辅助器材，该产品在单一产品中结合了两种不同的打印技术：刚性结构部分采用HP的多射流熔融（MJF）工艺使用尼龙制造，而柔性部分则是通过Carbon DLS生产的弹性体晶格部件。每种材料和工艺在同一设备中承担不同的机械功能。

Rob Johnson表示，所有这些项目的出发点始终是运动员及其面临的性能问题，而非特定制造方法的限制。
「增材制造让我们从运动员和性能问题出发，而不是从模具或切削刀具的局限性出发，」他说。
「无论是Claire Cashmore的适配握把、空气动力学自行车部件，还是水动力游泳产品，我们都能快速优化贴合度、刚度、重量和功能，然后可重复制造最终部件。这不是新奇玩意的3D打印，而是实用、高性能的生产。」

Johnson所描述的成本问题并非其公司独有，可重复的定制化正在成为精英体育中的普遍价值。英国残奥铁人三项运动员Joe Townsend采用Markforged的连续碳纤维3D打印技术，为他的手摇自行车生产了定制曲柄臂，并为轮椅竞速制作了定制手套。在另一个项目中，Markforged位于斯德哥尔摩的合作伙伴3D Verkstan发现，双人自行车传动系统的某些定制部件成本高达3,000英镑，因此转而采用3D打印原型部件。这些经历揭示了贯穿76 Additive工作的同一种制约：装备必须为运动员个体定制，而传统制造往往使这种小批量部件成本高昂。

韩国射箭队在2020年奥运会上的成绩进一步印证了这一点。现代汽车自2016年里约奥运会以来一直为韩国队生产定制化3D打印弓把，每个弓把都根据运动员个人的手型和材料偏好量身定制。该队凭借这些弓把在东京2020奥运会上包揽了男子、女子和混合团体金牌。现代汽车还不断改进自2016年以来提供的弓把，这表明随着运动员需求和材料偏好的变化，增材制造能够持续支持定制装备的迭代优化。

AMUK表示，该技术在精英体育中日益增长的角色，预示着英国制造商有更广阔的机遇来提升产品性能、缩短设计周期并强化供应链。