スポーツギアに革命を：3Dプリントがアスレチック用品をどう変えるか

米国だけでスポーツ用品業界は年間約450億ドル、世界規模では最大3,000億ドルに達すると推定されており、あらゆるギア、ファッション、アクセサリーの製造が必要とされています。他の多くの製造業と同様に、ゲームとスポーツの世界も追加製造が提供する可能性に目覚めつつあります。世界中のアスレチック分野に3Dプリントがどのように影響を与えているか、最も興味深い事例をいくつかご紹介します。

パーソナライズされた高品質な用具

図1：3Dプリント義足を持つデニス・シンドラー

現代の3Dプリントとモデリング技術の大きな利点の一つは、カスタマイズとパーソナライズが可能なことです。これにより、スポーツ用品メーカーは選手の採寸に完璧にフィットし、現代技術が提供する最高の材料を活用した独自のアイテムを開発できるようになりました。その結果、新世代のスポーツ用具はより軽量で、着用するアスリートの正確なニーズにより適したものとなっています。

これは特にパラリンピック選手にとって有用で、より複雑で軽量な、身体にフィットする義肢、車椅子、その他のアイテムを必要としています。スピードのために十分な軽量さが求められる一方で、物理的な負荷に耐える耐久性も必要です。最新鋭のスキャナーを使用すれば、障害の正確な性質に合わせたカスタムフィットアイテムを作成でき、ポリカーボネートのような材料を用いることで、より快適で全体的に軽量な用具が実現します。

「最新技術を用いて物体を精密にスキャンし、データをCADシステムに取り込むことで、3Dプリント技術を使用してプロトタイプを作成できます。これは特にパラリンピックで顕著です。義肢が最適化され、アスリートの3Dスキャンに基づいたカスタムレーシング車椅子が設計され、個人の正確な要件に応じた使い勝手の向上が実現されています」とCambridge Design Partnershipは述べています。

Autodeskもこの動きに参画し、デニス・シンドラーに従来品の5倍のコストながらわずか5日でプリントされた義足を提供しました。これにより手作業によるエラーの可能性が排除され、義肢作成の全く新しい方法が確立されました。従来の義肢作成方法では最大10週間を要していました。

「よりフィットした高性能義肢をすべての人に利用可能にするのが私の夢なので、このプロジェクトの結果には本当にワクワクしています」とデニスは語ります。「究極的に、あらゆる義肢、特にトレーニングと競技に多くの時間を費やすスポーツ用義肢において最も重要なのは快適さです。」

身体解剖をデジタルスキャンし、精密にマッピングして用具の形状に取り込むという概念は、もう一つの分野でも十分な応用が可能です…

複雑な形状と材料によるより安全な防具

図2：Riddell提供画像

Riddellヘルメットのような企業は、アスリート向けにより安全なヘッドギアの製造手法を模索してきました。特にNFLのようなリーグでは頭部外傷のリスクが極めて高く、選手を長期離脱させる可能性があります。こうした潜在的な怪我を防ぐため、用具メーカーは3Dプリント、特に格子構造を作れる技術の特性に着目しています。

格子構造は最終製品を軽量化し、空間を開放するだけでなく、物理的衝撃に対するより安全な圧力分散を可能にします。これに着目し、Carbonはアスリートの正確な頭部形状に合わせて製造可能な、より安全な新タイプのヘルメットライナーを開発しました。

このような構造は幾何学的特性だけであらゆる種類の防護スポーツ用具を大幅に改善できますが、RiddellとCarbonの武器はこれだけではありません。Carbonがこれらのヘルメットに使用した材料は、一方の端では柔らかく弾力があり、もう一方では硬く変形しません。格子構造により、軽量でありながら衝撃を容易に吸収する力吸収設計が維持されます。

同様に、オーストリアのスタートアップZweikampfは、安全性を重視した3Dプリントスポーツ用具でニッチを切り開いています。同社のシンガードはサッカー選手向けで、オーストリアのチームの間でかなりの支持を得ています。

他にも、Cavendish Imagingのような企業が複数のイングランドサッカー選手の、トレーニング用により快適で安全な防護マスク作りを支援しています。これらのマスクも選手の正確な解剖学的構造を利用しており、顔に無理なくフィットしながら顔を保護します。このような対策はより堅牢で、怪我や負担による選手のダウンタイムを短縮できます。

同様に、スポーツ用品会社GuardLab Inc.はホッケー用品メーカーBauer Hockeyと提携し、新しいラインの3Dプリントマウスガードを開発しました。この防護具は3Dスキャンとプリントを用いて開発され、Bauer APEXおよびAPEX Liteマウスガード製品シリーズが誕生しました。設計は装着選手の歯科記録に基づいており、完璧な防護製品を実現しています。

フットウェアに革命を

図3：Nike提供画像

AdidasからEcco、Nikeまで、3Dプリントはあらゆるレベルのアスリートにとって必須のフットウェアオプションを大量に提供しています。材料、フィット感、3Dスキャン技術により、これらのランニングシューズはあらゆるタイプのアスリートにとってマストアイテムとなっています。FormLabsやCarbonのような企業が、実用的な材料と設計の生産に尽力しています。

3DプリントされたNikeシューズを履いたAllyson Felixは、SLS技術のおかげでオリンピックを走りました。シューズのアッパー部分は、標準的なランニングシューズの平均的な重量を半分以上削減する、NikeのFlyknit技術で作られました。これは靴製造のための最先端技術の組み合わせで、非必須機能の創出を回避します。

カスタムフィッティングにより、シューズはより優れたグリップとフィット感、より良いインソール、時にはより硬く優れた外装を持つことができます。完全に3Dプリントされたシューズが市場に登場したわけではありませんが、3Dプリントコンポーネントはインソールに大きな貢献をしています。しかし、ランニングシューズだけがフットウェアの革新を見ているわけではありません。

Tailored Fitsは、3Dプリントとスキャンを用いたカスタムフィットスキーブーツを開発している企業です。同社の設計は、多くのスキーブーツに見られる従来の圧力ポイントを大幅に除去し、より安全で快適な体験を可能にします。彼らのビジネスモデルも注目に値します。

まず、最新の非接触3Dスキャン技術を用いて顧客の足のデジタルコピーを作成します。そこから、エンドユーザーの脚の動きをシミュレーションし、腓骨と足の筋肉をマッピングする一連のソフトウェアシミュレーションを実行します。これによりライナー作成に十分なデータが得られ、FFF/FDM 3DプリンターとTPU材料で3Dプリントされます。完成後、プリント品は革新的な静電フロッキングプロセスで繊維に組み込まれます。アウターシェルはポリウレタンプラスチックで射出成形されます。これすべての結果、レースにも十分対応できる柔軟かつ強靭な最終製品が生まれます。

3ERPは中国屈指の3Dプロトタイピングプロバイダーです。3Dプリント技術について詳しく知りたい方、3Dプリントプロジェクトを開始したい方は、お気軽にお問い合わせください。