体育赛事是技术创新的温床。
竞技体育意味着运动员、教练、设计师、工程师和运动科学家都在不断寻求能够带来优势的新改进。
残奥会的运动员具有各种不同的能力，许多人使用假肢、轮椅和其他专用部件。
3D打印有助于以更实惠的价格提供这些定制装备。
像残奥会这样的大型体育赛事是技术创新的温床。运动员、教练、设计师、工程师和运动科学家都在不断寻找能够给他们带来优势的下一步改进。过去十年间，3D打印已成为一种工具，用于推动跑步和骑行等运动的提升，并越来越多地被残奥运动员使用。
残奥会的运动员具有各种不同的能力，参加各类不同的项目。许多参赛者使用假肢、轮椅或其他专用部件，以使自己能够发挥最佳水平。
一个有趣的问题是：3D打印技术究竟是缩小还是扩大了能够获得专业技术的运动员与无法获得者之间的差距。换言之，3D打印机的广泛普及——如今许多家庭、学校、大学和创客空间中都能找到3D打印机——是否有助于拉平竞争环境？
摒弃批量生产的思路
批量生产的装备，如手套、鞋和自行车，通常是为了适应典型的健全人体型和运动方式而设计的。因此，它可能并不适合许多残奥运动员。而单件定制装备的生产成本高昂且耗时较长。这可能会限制部分运动员获得装备，或迫使他们自行想办法制作“自制”解决方案，而这些方案可能不如专业生产的装备先进。
3D打印可以以更实惠的价格提供定制装备。若干曾经的残奥运动员，如英国铁人三项运动员乔·汤森德和美国田径运动员阿丽尔·劳辛，如今都利用3D打印为自己和其他轮椅运动员制作个性化手套。这些手套贴合运动员的手部，仿佛是直接在手上塑形而成，并且可以根据不同条件使用不同材料打印。例如，汤森德在比赛中使用较硬的材料以发挥最佳性能，而在训练中则使用较软、更舒适且较不易造成损伤的手套。
3D打印手套价格低廉、生产迅速，并且每当损坏时都可以重新打印。由于设计是数字化的，如同照片或视频一般，因此可以根据运动员的反馈进行修改，甚至在零件急需时发送到最近的3D打印机上打印。
更难、更好、更快、更强
精英运动员可能会担心3D打印部件是否足够坚固，能够承受所需的性能要求。所幸，3D打印材料已取得长足进步，许多3D打印公司正在开发各自的配方，以适应从医疗到航空航天等各行业的应用。
早在2016年，我们就见证了首条用于残奥会的3D打印假肢腿，由德国场地自行车运动员丹尼丝·辛德勒使用。该假肢由聚碳酸酯制成，比她之前的碳纤维假肢更轻，但同样坚固且贴合度更好。
研究表明，短距离冲刺自行车运动员在加速过程中能够产生超过1000牛顿的力（相当于一个100千克的人站在你身上时你所感受到的力！），因此此类假肢必须极为坚固耐用。辛德勒的假肢帮助她在东京运动会上赢得了铜牌。
用于残奥设备3D打印的更先进材料还包括碳纤维，汤森德利用它打印出了完美的曲柄臂，用于他的手摇自行车。3D打印可以将增强碳纤维精确放置在需要的位置，以提高零件的刚度，同时保持轻量化。这使得零件的性能优于由铝制成的零件。
3D打印钛材也被用于定制假肢手臂，例如使新西兰残奥运动员安娜·格里马尔迪能够牢牢抓握50千克重物，而这是标准假肢无法实现的。
多种技术协同发挥作用
要使3D打印发挥最大效果，需要与其他技术结合使用。例如，3D扫描通常是设计过程中的重要环节，它利用一组照片或专用3D扫描仪，将运动员身体的一部分数字化。
此类技术已被用于对座椅模具进行3D扫描，为澳大利亚轮椅网球冠军迪伦·阿尔科特制作座椅，使工程师能够制造出为其提供最大舒适度、稳定性和性能的座椅。
3D扫描还被用于制作完美贴合的握把，为出生时左手部分缺失的澳大利亚射箭运动员泰蒙·肯顿-史密斯制作。该握把随后在澳大利亚体育学院以硬质和软质两种材料进行3D打印，提供更可靠的弓握，并具备减震能力。如果握把损坏，可以轻松重新打印一个完全相同的握把，而无需依赖他人手工制作新的握把，因为手工制作的握把可能存在细微差异，且耗时较长。
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所有这些技术正日益普及，这意味着更多非精英运动员能够尝试使用独特的部件。业余和专业运动员目前均可购买跑鞋（配有3D打印鞋底），以及3D打印定制自行车车架。对于拥有自有3D打印机的人来说，冲浪鳍、自行车配件等均可免费下载，仅需几美元即可打印。
不过，不要指望家用3D打印机很快就能制造钛合金部件。虽然该技术在一定程度上正在拉平竞争环境，但精英运动员仍然能够获得专用材料和工程专业知识，从而保持技术优势。
