La marque de performance sportive Vorteq s’est tournée vers le fabricant luxembourgeois de scanners 3D Artec 3D pour créer des combinaisons aérodynamiques sur mesure pour les cyclistes.

En utilisant une combinaison du scanner 3D Leo d’Artec, des souffleries et de l’ingénierie, Vorteq a conçu ce qu’il prétend être l’une des combinaisons de cyclisme « les plus rapides au monde ». Les combinaisons sont actuellement portées par cinq athlètes olympiques différents aux Jeux olympiques de Tokyo de cette année et sont conçues pour être légères, respirantes et réduire considérablement la traînée.

« Notre mission est d’aider les athlètes sérieux, dont beaucoup sont déjà au sommet de leur art ou presque, à trouver ces nombreux » minuscules « gains qui, lorsque vous les additionnez tous ensemble, peuvent vraiment donner à un athlète le genre d’avantage qui les aide. monter au sommet et vers la victoire », a déclaré Sam Quilter, ingénieur en métrologie chez Vorteq. « Contrairement à nos scanners précédents, Leo nous donne cette flexibilité de simplement prendre et aller pratiquement n’importe où dans le monde pour effectuer la numérisation, sans nécessiter de matériel supplémentaire, juste le Leo lui-même.

« Ce genre de liberté est énorme lorsque vous vous rendez hors site dans des endroits aléatoires qui ne sont pas exactement des laboratoires en ce qui concerne leurs conditions. »

L’ingénieur en métrologie Sam Quilter scanne en 3D un cavalier avec l’Artec Leo. Image via Vorteq.

Numérisation 3D Arctec

Présélectionné en série aux 3D Printing Industry Awards – pour lesquels les nominations sont encore ouvertes pour l’événement de cette année – la gamme de produits Artec 3D comprend ses scanners Eva, Space Spider, Leo et Ray, utilisés à diverses fins.

Les scanners d’Artec ont déjà été utilisés pour la rétro-ingénierie de composants pour Marinebedrijf Koninklijke Marine, la société de maintenance de matériel et d’actifs de la Royal Netherlands Navy, et pour préserver numériquement un stégosaure de 26 pieds de long au Denver Museum of Nature & Science par Triebold Paléontologie.

Les scanners de l’entreprise ont également été mis à profit dans le secteur automobile pour la restauration de véhicules et pour créer des scans 3D complets du corps de dauphins, de requins et de grandes tortues afin de créer des balises de suivi personnalisées offrant des informations sur les schémas de migration et les effets des températures de l’océan.

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Scanner Artec Leo 3D avec le logiciel Artec Studio affichant le scan du coureur au Silverstone Sports Engineering Hub.  Image via Vorteq.
Scanner Artec Leo 3D avec le logiciel Artec Studio affichant le scan du coureur au Silverstone Sports Engineering Hub. Image via Vorteq.

Numérisation 3D pour l’aérodynamique

Dans le monde du cyclisme de haute performance, la vitesse est primordiale, de simples fractions de seconde séparant souvent le succès de l’échec. Sur la piste, les cyclistes combattent la résistance au vent et la traînée à chaque tour de pédale, et avec jusqu’à 90 % de la production d’énergie d’un cycliste dépensée pour surmonter la résistance de l’air, la réduction de cette traînée est essentielle.

Vorteq utilise les souffleries en tissu et dédiées au sport du Silverstone Sports Engineering Hub (SSEH) et la dernière technologie de numérisation 3D pour créer des combinaisons personnalisées pour les cyclistes qui réduisent cette résistance à l’air, mais qui sont également confortables, légères et respirantes. .

Le scanner portable Artec Leo d’Artec 3D est un élément crucial dans la conception des combinaisons et peut être utilisé pour capturer numériquement l’anatomie exacte d’un cavalier en moins de six minutes. Le scanner dispose d’un écran tactile intégré et d’un taux de capture de 44 images par seconde, capable de numériser des objets de taille moyenne, y compris des personnes, en quelques minutes.

« Le cycliste entre dans la soufflerie avec son vélo, le monte en place sur la plate-forme, saute dessus, et en seulement cinq à six minutes avec Leo, je capture le cycliste dans deux positions en couleur 3D précise et haute résolution », dit Quilter. « En gros, cela signifie qu’en dix minutes, je peux en avoir terminé avec ce pilote et qu’il peut aller ailleurs. J’ai tout ce dont j’ai besoin pour concevoir une combinaison Vorteq anatomiquement précise et rapide comme une balle. Aucune chance d’une nouvelle analyse nécessaire. Pas une fois. »

Lors de la fabrication de ses combinaisons, Vorteq travaille directement à partir des scans de l’Artec Leo, qui donnent les données physiques exactes de l’athlète afin d’éliminer les imprécisions et les mesures imprécises. Les scans sont ensuite soumis à un flux de travail de post-traitement dans le logiciel Studio d’Artec, où les ingénieurs peuvent revérifier les données et supprimer les rares inexactitudes ou les captures de données indésirables, telles que les rides.

« À partir du moment où un athlète franchit la porte et que nous commençons à scanner avec Leo, puis en utilisant Artec Studio pour post-traiter les scans, suivi par un travail de modélisation 3D dans Geomagic Wrap, et enfin en exportant le modèle 3D pour l’utiliser dans la fabrication d’une combinaison, nous envisageons environ 2 heures au total, ce qui n’était absolument pas possible dans le passé, même pas proche », a poursuivi Quilter. « Et en ce qui concerne le temps de production total d’une combinaison prête à courir, nous sommes actuellement à 2 jours, mais cet écart se réduit, et nous visons un délai d’exécution de 24 heures, ce que nous sommes sûrs de frappé avant trop longtemps.

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    Conception et création de combinaisons Vorteq.  Image via Vorteq.

Conception et création de combinaisons Vorteq. Image via Vorteq.

En utilisant l’Artec Leo, Vorteq est également capable d’imprimer en 3D des mannequins anatomiquement précis d’athlètes qui peuvent être utilisés pour créer des combinaisons pour eux sans avoir à les essayer. Le mannequin permet à Vorteq de créer une combinaison personnalisée pour un athlète, de tester plusieurs tissus et motifs dans ses souffleries et de fabriquer la combinaison dans les heures qui suivent avant de la livrer à la porte de l’athlète. Ce processus prend actuellement moins de deux jours, bien que l’entreprise espère accélérer cela à seulement 24 heures entre le scan 3D et l’achèvement à l’avenir.

« Un mannequin grandeur nature nous permet de faire des tests en soufflerie sur des tissus isolés sur un seul bras, par exemple, pour voir comment divers tissus et motifs affectent la réduction de la traînée », a expliqué Quilter. « C’est là que les gains marginaux s’additionnent vraiment. Parce qu’avec un pilote en direct dans la soufflerie, il va y avoir le facteur de tremblement à gérer, où le pilote se déplace, même très légèrement, et cela va affecter les résultats. Avec un pilote en direct, vous ne pouvez jamais avoir la mesure exacte possible avec un mannequin parfaitement immobile, où le seul facteur qui a changé est le tissu qui a été mis.

Auparavant, Vorteq travaillait exclusivement avec des équipes olympiques et d’autres athlètes d’élite, mais depuis le début de 2020, les combinaisons personnalisées de l’entreprise sont disponibles pour les cyclistes de tous niveaux d’expérience, leur permettant d’atteindre des performances optimales.

Composants de mannequin Vorteq prêts à être assemblés et utilisés en soufflerie.  Photo via Vorteq.
Composants de mannequin Vorteq prêts à être assemblés et utilisés en soufflerie. Photo via Vorteq.

Comment l’impression 3D renforce les performances olympiques

Plusieurs olympiens se sont déjà tournés vers l’impression 3D pour leur équipement personnalisé afin de gagner du temps et du poids, entre autres avantages. Par exemple, les chaussures de course imprimées en 3D de Shelly-Ann Fraser-Pryce ont été exposées lors des derniers Jeux olympiques de Rio de Janeiro, et la dernière semelle intercalaire 4DFWD imprimée en 3D d’adidas et du fabricant d’imprimantes 3D Carbon est actuellement portée par plusieurs athlètes cette année. jeux à Tokyo.

Auparavant, la Fédération française de cyclisme avait déployé des guidons personnalisés pour obtenir des gains d’efficacité aérodynamique grâce à la technologie d’impression 3D, et la société d’ingénierie mondiale Renishaw s’est associée à Lotus Engineering et Hope Technology pour concevoir un nouveau vélo de piste pour l’équipe cycliste de Grande-Bretagne.

Plus récemment, l’équipe nationale italienne de cyclisme a révélé qu’elle avait utilisé un scanner 3D Calibry du développeur russe de scanners 3D portables Thor3D pour améliorer son aérodynamisme à l’approche des Jeux olympiques de Tokyo.

Les nominations pour les 2021 3D Printing Industry Awards sont maintenant ouvertes, dites-vous qui dirige l’industrie maintenant.

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L’image en vedette montre L’ingénieur en métrologie Sam Quilter scanne en 3D un cavalier avec l’Artec Leo. Image via Vorteq.