Révolutionner l'équipement sportif : comment l'impression 3D transforme le matériel athlétique

Aux États-Unis seulement, l'industrie des articles de sport génère environ 45 milliards de dollars par an, nécessitant la création de toutes sortes d'équipements, de mode et d'accessoires. Les estimations mondiales peuvent atteindre 300 milliards. Comme la plupart des industries manufacturières, le monde du jeu et du sport s'éveille aux possibilités qu'offre la fabrication additive. Voici quelques-unes des façons les plus intéressantes dont l'impression 3D impacte l'athlétisme à travers le monde :

Équipements personnalisés de haute qualité

Figure 1 : Denise Schindler tenant une prothèse imprimée en 3D

L'un des grands avantages des technologies modernes d'impression 3D et de modélisation est la capacité de personnalisation. Cela a permis aux fabricants d'articles de sport de développer des articles uniques pour les athlètes qui s'adaptent parfaitement à leurs mensurations et utilisent les meilleurs matériaux que les technologies modernes ont à offrir. En conséquence, la nouvelle génération d'équipements sportifs est plus légère et mieux adaptée aux besoins précis de l'athlète qui la porte.

Cela a été particulièrement utile pour les athlètes paralympiques, qui ont besoin de prothèses, de fauteuils roulants et d'autres articles plus complexes et plus légers, épousant le corps. Ils doivent être assez légers pour la vitesse, tout en étant durables pour résister aux contraintes physiques. Grâce à des scanners de pointe, ils peuvent créer ces articles sur mesure pour s'adapter à la nature exacte du handicap et créer des articles avec des matériaux comme le polycarbonate qui permettent plus de confort et un équipement globalement plus léger.

« En utilisant les dernières techniques pour scanner avec précision un objet et manipuler les données dans un système CAO, nous sommes capables de produire des prototypes en utilisant la technologie d'impression 3D, ce qui a été particulièrement évident aux Jeux paralympiques. Les prothèses ont été optimisées et des fauteuils de course personnalisés ont été conçus sur la base de scans 3D des athlètes, permettant une utilisation améliorée répondant aux exigences exactes de chaque individu », déclare un communiqué du Cambridge Design Partnership.

Autodesk s'est également joint à l'effort, fournissant à Denise Schindler une prothèse qui n'a pris que cinq jours à imprimer. Malgré un coût cinq fois supérieur à celui d'une prothèse traditionnelle, elle a éliminé toute possibilité d'erreur artisanale et permis une méthode entièrement nouvelle de création de prothèses. La méthode précédente de création de telles prothèses prenait jusqu'à 10 semaines.

« Mon rêve est de rendre les prothèses de performance mieux ajustées accessibles à tous, donc je suis vraiment enthousiaste quant aux résultats de ce projet », a déclaré Denise. « En fin de compte, la chose la plus importante pour toute prothèse, et surtout une prothèse sportive en raison du temps passé à s'entraîner et à concourir avec, c'est le confort. »

La notion de numérisation et de cartographie précise de l'anatomie corporelle dans la forme de l'équipement a également des applications suffisantes dans un autre domaine…

Meilleurs équipements de sécurité avec géométries et matériaux complexes

Figure 2 : Image fournie par Riddell

Des entreprises comme Riddell Helmets expérimentent des moyens de produire des casques plus sûrs pour les athlètes. Particulièrement dans une ligue comme la NFL, il y a un danger massif de traumatismes crâniens, qui peuvent mettre les joueurs hors jeu pendant longtemps. Pour freiner de telles blessures potentielles, les fabricants d'équipements se tournent vers l'impression 3D, notamment en raison de la capacité de la technologie à produire des impressions utilisant des structures en treillis.

Les treillis n'ouvrent pas seulement beaucoup d'espace et gardent le produit final plus léger, ils peuvent également permettre une distribution de pression beaucoup plus sûre pour les impacts physiques. Saisissant cette opportunité, Carbon a développé un nouveau type de doublure de casque plus sûre et qui peut être produite en tenant compte de la forme exacte de la tête de l'athlète.

De telles structures peuvent immensément aider tout type d'équipement de protection sportive basé sur la géométrie seule, mais ce n'est pas le seul atout de Riddell et Carbon. Le matériau utilisé par Carbon pour ces casques peut être mou et spongieux à une extrémité et inflexible à l'autre. La structure en treillis aide ainsi à maintenir un design léger mais absorbant les forces qui amortit les chocs avec aisance.

De même, des entreprises comme la startup autrichienne Zweikampf se sont taillé une niche avec des équipements sportifs imprimés en 3D axés sur la sécurité. Les protège-tibias de l'entreprise sont destinés aux footballeurs et ont trouvé un public parmi les équipes autrichiennes.

D'autres entreprises comme Cavendish Imaging ont aidé de nombreux footballeurs anglais à construire des masques de protection plus confortables pour l'entraînement et un jeu plus sûr. Ces masques utilisent également les anatomies précises du joueur pour qu'ils reposent aisément sur le visage sans causer d'inconfort tout en protégeant leur visage. De telles mesures sont plus robustes et peuvent réduire le temps d'indisponibilité des joueurs en raison de blessures ou de tensions.

De même, l'entreprise d'équipements sportifs GuardLab Inc. s'est associée au fabricant de matériel de hockey Bauer Hockey pour une nouvelle ligne de protège-dents imprimés en 3D. L'équipement de protection a été développé en utilisant la numérisation et l'impression 3D, aboutissant aux séries de produits Bauer APEX et APEX Lite Mouthguard. La conception était informée par les dossiers dentaires des joueurs les portant, permettant un produit de protection parfait.

Révolutionner les chaussures

Figure 3 : Image fournie par Nike

D'Adidas à Ecco en passant par Nike, l'impression 3D offre une pléthore d'options de chaussures pour les athlètes. Les matériaux, l'ajustement parfait et la technologie de numérisation 3D font de ces chaussures de course un must-have pour les athlètes de tous horizons. Des entreprises comme FormLabs et Carbon ont été actives dans la production de matériaux et de designs qui font mouche.

Équipée d'une chaussure Nike imprimée en 3D, Allyson Felix a couru aux Jeux olympiques grâce à la technologie SLS. La partie supérieure de la chaussure était réalisée avec la technologie Flyknit de Nike, une combinaison de techniques de pointe pour la production de chaussures qui évite la création de toute caractéristique non vitale. Cela réduit considérablement le poids d'une chaussure de course standard de plus de la moitié d'une chaussure de sprint moyenne.

L'ajustement personnalisé permet aux chaussures d'avoir une meilleure adhérence et un meilleur fit, de meilleures semelles intérieures et parfois des extérieurs plus durs et meilleurs. Bien qu'une chaussure entièrement imprimée en 3D n'ait pas encore atteint le marché, les composants imprimés en 3D apportent beaucoup aux semelles. Cependant, les chaussures de course ne sont pas le seul domaine voyant des innovations dans les chaussures.

Tailored Fits est une entreprise qui développe des chaussures de ski sur mesure en utilisant l'impression 3D et la numérisation. La conception de l'entreprise élimine de nombreux points de pression traditionnellement présents dans de nombreuses chaussures de ski, permettant une expérience plus sûre et plus confortable. Leur modèle commercial mérite également d'être noté.

D'abord, une copie numérique des pieds du client est réalisée à l'aide de la technologie moderne de numérisation 3D sans contact. Ensuite, l'entreprise effectue une série de simulations logicielles, évaluant les mouvements possibles des jambes de l'utilisateur final et cartographiant le péroné et les muscles du pied. Cela fournit suffisamment de données pour créer la chaussette interne, qui est imprimée en 3D à l'aide d'une imprimante 3D FFF/FDM et de matériau TPU. Après achèvement, les impressions sont intégrées dans des fibres textiles à l'aide d'un processus innovant de flocage électrostatique. La coque extérieure est moulée par injection en polyuréthane. Tout cela aboutit à un produit final à la fois flexible et assez résistant pour la course.

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