3Dプリントとオリンピックが出会うと、Artec Leo 3Dスキャン技術がオリンピック選手のための「世界最速」サイクリングレザージャケットを作成します

はじめに：2021年7月30日、Antarctic Bearは、スポーツパフォーマンスブランドのVorteqがルクセンブルクに拠点を置く3DスキャナーメーカーArtec 3Dと協力して、サイクリスト向けにカスタマイズされた空力スキン衣類を作成したことを知りました。 Vorteq は、Artec の Leo 3D スキャナー、風洞、エンジニアリング設計を組み合わせて、世界で「最速」のサイクリングレザーの 1 つであると主張する製品を設計しました。最も目を引くのは、今年の東京オリンピックで、5人のオリンピック選手がこのレザージャケットを着用したことです。軽量で通気性のあるデザインにより、抵抗を大幅に軽減できます。
「私たちの使命は、アスリートがピークに達するのを支援することです。そして、彼らの多くはすでにピークに達しているか、ピークに近づいています」と、Vorteq の計測エンジニアである Sam Quilter 氏は語ります。「私たちができることは小さな改善だけですが、それを積み重ねることで、アスリートがピークに達して勝利するのに役立つ優位性を与えることができます。以前のスキャナーと比較して、Leo は、追加のハードウェアを必要とせず、Leo 自体だけで、事実上世界中のどこでもスキャンできる柔軟性を備えています。これにより、世界中のランダムな場所に行くことができるため、それらの場所の状況はまさに研究室のようなものではないため、さらに自由になります。」
△計測エンジニアのサム・キルター氏は、Artec Leo を使用してライダーを 3D スキャンします。 Vorteqからの画像
アークテック 3D スキャン
Artec 3D の製品ラインには、Eva、Space Spider、Leo、Ray スキャナーが含まれており、さまざまな目的で使用され、3D Printing Industry Awards のファイナリストに継続的に選出されています。同社のスキャナーは、オランダ海軍の資材・資産保守会社である Marinebedrijf Koninklijke Marine の部品のリバースエンジニアリングに使用されたほか、Triebold Paleontology がデンバー自然科学博物館にある全長 26 フィートのステゴサウルスをデジタル化して保存するためにも使用されました。
Artec スキャナーは自動車業界でも車両の修復に使用されているほか、イルカ、サメ、大型ウミガメの全身 3D スキャンを作成して、移動パターンや海水温の影響に関する情報を提供するカスタマイズされた追跡タグを作成するためにも使用されています。
△シルバーストーン・スポーツ・エンジニアリング・センターでライダーのスキャンを表示するArtec Leo 3DスキャナーとArtec Studioソフトウェア。 Vorteqからの画像
空気力学と3Dスキャンの完璧な活用<br /> ハイレベルなサイクリングの世界では、スピードがすべてであり、ほんの一瞬の差が成功と失敗を分けることがよくあります。トラックでは、サイクリストはペダルを回すたびに風の抵抗と抗力と戦います。サイクリストのエネルギー出力の 90% は空気抵抗を克服するために費やされると言われており、この抗力を減らすことが重要です。
Vorteq は、シルバーストーンスポーツエンジニアリングセンター (SSEH) のスポーツ専用風洞とファブリック風洞、および最新の 3D スキャンテクノロジーを使用して、空気抵抗を軽減しながらも快適で軽量、通気性に優れたサイクリスト向けのカスタムスキンスーツを作成します。
Artec 3D の Artec Leo ハンドヘルドスキャナーはスキンスーツの設計において重要な要素となり、ライダーの正確な解剖学的構造を 6 分以内にデジタルでキャプチャしました。このスキャナーにはタッチスクリーンが内蔵されており、毎秒44フレームのキャプチャ速度で、わずか数分で人を含む中型物体をスキャンできます。
「ライダーはバイクを持って風洞に入り、プラットフォームに乗り、飛び乗る。そして、レオとわずか5、6分で、ライダーの両方の位置を正確で高解像度のカラー3Dでキャプチャする」とキルター氏は語った。「基本的に、これが意味するのは、10 分でそのライダーの作業を完全に終えることができ、ライダーはどこか他の場所に行くことができるということです。解剖学的に正確で、超高速の Vorteq スキンスーツを設計するために必要なものはすべて揃っており、再スキャンは必要ありません。」
スキンスーツを作成する際、Vorteq は Artec Leo スキャンから直接作業し、アスリートの身体の正確なデータを取得して、不正確で不正確な測定値を排除しました。その後、スキャンは Artec の Studio ソフトウェアで後処理され、エンジニアはデータを二重チェックして、まれに発生する不正確さや、しわなどの不要なデータキャプチャを排除することができました。
キルター氏はさらにこう続けた。「アスリートがドアを開けて入ってきてから、Leo でスキャンを開始し、Artec Studio でスキャンを後処理し、Geomagic Wrap で 3D モデリング作業を行い、最後にスキンの 3D モデルをエクスポートするまで、合計 2 時間かかります。これは、これまでは絶対に不可能だった、あるいは不可能だったことです。競技用スキンの総制作時間については、現在 2 日間ですが、その差は縮まっており、24 時間のターンアラウンドタイムに向けて取り組んでいます。近い将来、確実に達成できるでしょう。」
△Raise3Dプリンターで印刷したモデル、画像はVorteqより
Vorteq は、Artec Leo を使用して、解剖学的に正確なアスリートのモデルを 3D プリントすることもできました。このモデルを使用して、アスリートを試着することなくスキンスーツを作成することができました。マネキンを使用することで、Vorteq はアスリート向けのカスタムスキンを作成し、風洞で複数の生地とパターンをテストし、その後数時間でスキンを製造してアスリートの玄関先に届けることができます。このプロセスは現在2日もかからないが、同社は将来的には3Dスキャンから完成までのプロセスを24時間以内に短縮したいと考えている。
キルター氏は次のように説明しています。「実物大のマネキンを使用すると、たとえば片方の腕に生地を個別に風洞でテストして、さまざまな生地やパターンが抵抗の減少にどのように影響するかを確認できます。ここで限界利益が本当に積み重なります。実際のライダーが風洞に入ると、ライダーが少しでも動くと結果に影響する揺れの要素に対処する必要があります。実際のライダーの場合、完全に静止したマネキンで正確な測定を行うことは絶対にできません。変化する要素は着用している生地だけです。」
これまで、Vorteq はオリンピックチームやその他のエリートアスリートとのみ提携していましたが、2020 年の初めから、同社のカスタムスキンはあらゆるレベルのサイクリストに提供され、最高のパフォーマンスを発揮できるようになりました。
△ 組み立てと風洞使用の準備が整った Vorteq マネキンのコンポーネント。写真提供：Vorteq
3D プリントがオリンピックと出会うとき<br /> これまで、オリンピック選手の何人かは、時間や重量の節約、その他の利点のために、個人用装備に 3D プリントを採用してきました。たとえば、シェリー・アン・フレイザー・プライスの3Dプリントランニングシューズは前回のリオデジャネイロオリンピックで展示され、アディダスと3Dプリンターメーカーのカーボンが開発した最新の3Dプリント4DFWDミッドソールは、今年の東京オリンピックで一部の選手が現在着用しています。
これまでに、フランス自転車競技連盟は、空気力学的効率を高めるために 3D プリントを使用したカスタムハンドルバーを導入しており、世界的なエンジニアリング会社である Renishaw は、Lotus Engineering および Hope Technologies と協力し、英国自転車競技チーム向けの新しいトラックバイクを設計しました。
最近、イタリアのナショナルサイクリングチームは、東京オリンピックに向けて空力性能を向上させるため、ロシアのハンドヘルド3Dスキャナー開発会社Thor3DのCalibry 3Dスキャナーを使用したことを明らかにした。

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