Sự xuất hiện của in 3D đang mang lại lợi thế cho các Vận động viên Paralympic

Các sự kiện thể thao lớn như Paralympics là môi trường tốt cho sự đổi mới công nghệ. Vận động viên, HLV, nhà thiết kế, kỹ sư và nhà khoa học thể thao liên tục tìm kiếm cải tiến tiếp theo để giúp họ nổi bật. Trong thập kỷ qua, in 3D đã trở thành công cụ thúc đẩy sự cải thiện trong các môn thể thao như chạy và đua xe đạp và ngày càng được sử dụng nhiều hơn bởi các vận động viên Paralympic.

Paralympics có sự tham gia của các vận động viên có đa dạng về khả năng, cạnh tranh trong nhiều hạng khác nhau. Nhiều vận động viên sử dụng chân giả, xe lăn hoặc các bộ phận chuyên biệt khác để họ có thể thi đấu tốt nhất.

Một câu hỏi thú vị là liệu in 3D có mở rộng hoặc thu hẹp khoảng cách giữa những vận động viên có quyền truy cập vào công nghệ chuyên biệt và những người không có. Nói cách khác, việc in 3D trở nên phổ biến — có thể được tìm thấy trong nhiều gia đình, trường học, đại học và khu sáng tạo — có giúp làm đều sân đấu không?

Quên đi sản xuất hàng loạt

Thiết bị được sản xuất hàng loạt, như găng tay, giày dép và xe đạp, thường được thiết kế để phù hợp với hình dáng cơ thể và phong cách chơi của những người có khả năng bình thường. Do đó, chúng có thể không phù hợp với nhiều Vận động viên Paralympic. Nhưng thiết bị độc nhất, tùy chỉnh là đắt đỏ và tốn thời gian để sản xuất. Điều này có thể hạn chế quyền truy cập đối với một số vận động viên hoặc đòi hỏi họ phải tìm ra những giải pháp tự làm của họ, mà có thể không phải làm được như thiết bị được sản xuất chuyên nghiệp.

In ấn 3D có thể sản xuất thiết bị tùy chỉnh với giá phải chăng hơn. Nhiều cựu Vận động viên Paralympic, như vận động viên đua xe tam động người Anh Joe Townsend và vận động viên đua xe chạy nước Mỹ Arielle Rausin, hiện đang sử dụng in 3D để tạo ra những chiếc găng tay cá nhân cho họ và đồng đội của họ. Những chiếc găng này vừa vặn như là được đúc trên tay của vận động viên và có thể in bằng các vật liệu khác nhau cho các điều kiện khác nhau. Ví dụ, Townsend sử dụng vật liệu cứng để đạt hiệu suất tối đa trong các cuộc thi và găng mềm hơn để tập luyện, thoải mái hơn và ít gây chấn thương.

Găng tay in 3D có giá rẻ, sản xuất nhanh chóng và có thể in lại khi nó bị hỏng. Vì thiết kế là kỹ thuật số, giống như một bức ảnh hoặc video, nó có thể được điều chỉnh dựa trên phản hồi của vận động viên, hoặc thậm chí được gửi đến máy in 3D gần nhất khi cần các bộ phận gấp.

Khó khăn hơn, tốt hơn, nhanh hơn, mạnh mẽ hơn

Một Vận động viên xuất sắc có thể quan tâm đến việc liệu các bộ phận in 3D có đủ mạnh để chống lại các yêu cầu về hiệu suất cần thiết hay không. May mắn thay, vật liệu cho in 3D đã phát triển rất nhanh, với nhiều công ty in 3D phát triển công thức riêng để phù hợp với các ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp – từ y tế đến hàng không vũ trụ.

Trong năm 2016, chúng ta đã thấy chân giả in 3D đầu tiên được sử dụng tại Paralympics bởi vận động viên đua xe đạp nước người Đức Denise Schindler. Được làm từ polycarbonate, nó nhẹ hơn so với chân giả carbon trước đó của cô, nhưng vẫn mạnh mẽ và vừa vặn hơn.

Với nghiên cứu chỉ ra rằng vận động viên đua xe nhanh có thể tạo ra hơn 1.000 Newton lực trong quá trình tăng tốc (cùng lực mà bạn sẽ cảm nhận nếu một người nặng 100 kilogram đứng lên trên bạn!), những chiếc chân giả cần phải cực kỳ mạnh mẽ và bền bỉ. Chân giả của Schindler đã giúp cô giành huy chương đồng tại trò chơi Tokyo.

Các vật liệu tiên tiến được in 3D cho trang thiết bị Paralympic bao gồm sợi carbon, với Townsend sử dụng nó để sản xuất cánh đạp hoàn hảo cho xe đạp tay của mình. In 3D cho phép sợi carbon gia cường được đặt đúng nơi cần thiết để cải thiện độ cứng của một bộ phận trong khi vẫn giữ nhẹ. Điều này dẫn đến một bộ phận hoạt động tốt hơn so với một được làm từ nhôm.

Titanium in 3D cũng được sử dụng cho cánh tay giả tùy chỉnh, như những chiếc cho phép Vận động viên Paralympic người New Zealand Anna Grimaldi nắm chặt trọng lượng 50kg một cách an toàn, điều mà một cánh tay giả tiêu chuẩn không thể đạt được.

Các công nghệ khác nhau hợp tác

Để in 3D mang lại kết quả tối đa, nó cần phải được sử dụng cùng với các công nghệ khác. Ví dụ, quét 3D thường là một phần quan trọng của quá trình thiết kế, sử dụng bộ sưu tập ảnh hoặc máy quét 3D chuyên dụng để số hóa một phần của cơ thể vận động viên.

Công nghệ này đã được sử dụng để quét 3D khuôn ghế cho VĐV quần vợt xe lăn người Australia Dylan Alcott, giúp kỹ sư sản xuất một chiếc ghế mang lại sự thoải mái, ổn định và hiệu suất tối đa.

Quét 3D cũng được sử dụng để tạo ra tay nắm vừa vặn hoàn hảo cho vận động viên bắn cung Australia Taymon Kenton-Smith, người có một bàn tay trái không đầy đủ. Tay nắm sau đó được in 3D với cả vật liệu cứng và mềm tại Viện Thể thao Australia, mang lại một tay nắm cung đáng tin cậy hơn với khả năng hấp thụ sốc. Nếu tay nắm bị hỏng, có thể in một chiếc tương tự một cách dễ dàng, thay vì phải dựa vào ai đó để làm mới một chiếc mới có thể có sự biến động nhỏ và mất nhiều thời gian để sản xuất.

Tất cả những công nghệ này ngày càng trở nên dễ tiếp cận hơn, có nghĩa là nhiều Vận động viên không thuộc hàng ngũ elita có thể thử nghiệm với các bộ phận độc đáo. Người nghiệp dư và chuyên nghiệp đều đã có thể mua giày chạy với đế in 3D, và khung xe đạp tùy chỉnh in 3D. Đối với những người có máy in 3D riêng, vây lướt sóng, phụ kiện đua xe đạp, và nhiều thứ khác có thể được tải xuống miễn phí và in chỉ với vài đô la.

Tuy nhiên, đừng mong đợi máy in 3D tại nhà của bạn sẽ sớm sản xuất ra các bộ phận titan. Mặc dù công nghệ này đã làm cho sân đấu trở nên công bằng một phần nào đó, nhưng các Vận động viên elita vẫn có quyền truy cập vào các vật liệu chuyên biệt và chuyên môn kỹ thuật, mang lại cho họ ưu thế công nghệ.

James Novak, Nghiên cứu viên Cao cấp và Giảng viên Thỉnh giảng, Đại học Queensland và Andrew Novak, Nghiên cứu viên Cao cấp, Đại học Công nghệ Sydney

Bài viết này được tái bản từ The Conversation dưới giấy phép Creative Commons. Đọc bài viết gốc.