北京2022年冬奧會在舉世矚目中,給人們帶來接連驚喜。從開幕式到領(lǐng)獎臺,從賽場到冬奧村,到處都彰顯著我國紡織行業(yè)科技、時(shí)尚、綠色發(fā)展的最新成果,讓人感嘆,令人振奮?,F(xiàn)在,就讓我們細(xì)數(shù)冬奧會上的紡織時(shí)尚和“黑科技”,領(lǐng)略紡織行業(yè)為冬奧助力的高光時(shí)刻。
火炬飄帶和頒獎花束
“織”出新意
奧運(yùn)火炬是歷屆奧運(yùn)會中備受關(guān)注的元素之一,本屆冬奧會火炬“飛揚(yáng)”一經(jīng)亮相就吸睛無數(shù)。東華大學(xué)教授、紡織科技創(chuàng)新中心主任孫以澤團(tuán)隊(duì)作為火炬重要部分外飄帶(外殼)的關(guān)鍵制造技術(shù)提供方,道出了“小”火炬背后蘊(yùn)藏的“大”學(xué)問。
孫以澤團(tuán)隊(duì)研制的三維球面立體編織機(jī)。江蘇淮安生產(chǎn)基地的火炬“飛揚(yáng)”生產(chǎn)場景。
孫以澤用“高新材料、高新裝備、高端制造”,概括表達(dá)了火炬藝術(shù)設(shè)計(jì)與科技創(chuàng)新的完美碰撞?;鹁妗帮w揚(yáng)”的外飄帶造型非常特殊,是一個(gè)高維曲面體,對于工程化制造來說是一種極其復(fù)雜的異型結(jié)構(gòu)件。2020年8月,火炬總體的承擔(dān)方上海石化找到在自動編織裝備領(lǐng)域具有近20年經(jīng)驗(yàn)的孫以澤,尋求如何用碳纖維復(fù)合材料將火炬外飄帶藝術(shù)造型高精度呈現(xiàn)出來。
孫以澤說,要把手工泥塑火炬作品轉(zhuǎn)化為數(shù)字化制造、可工業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品,并且用高科技碳纖維復(fù)合材料編織成型,首先要突破數(shù)學(xué)建模難關(guān)。只有數(shù)學(xué)建模才能高精度地生動還原作品的藝術(shù)設(shè)計(jì),使自動化數(shù)字制造成為可能。為此,他率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)數(shù)次與中央美院的火炬外形設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)、冬奧會組委相關(guān)工作人員等反復(fù)探討、修改、打磨。在江蘇淮安的生產(chǎn)車間里,一臺足有8米直徑的環(huán)形設(shè)備正在高速運(yùn)轉(zhuǎn)著,成千上百根黑色絲束在交織穿梭,乍一看就像是在“織毛衣”,只需數(shù)分鐘,便能“織”出一件精確到克的火炬外衣。孫以澤介紹,火炬外飄帶是變徑、變曲率的,曲面厚薄也不一致,傳統(tǒng)制造工藝無法實(shí)現(xiàn)。他透露,這臺巨大的環(huán)型設(shè)備就是“織”火炬外衣的“秘密武器”,由東華大學(xué)獨(dú)家研制、世界首創(chuàng)的大尺寸異性結(jié)構(gòu)件三維高精度球面立體編織機(jī),該系列編織機(jī)可編織飛機(jī)、高鐵等大尺寸結(jié)構(gòu)承力件,也可編織螺旋槳、無人機(jī)、火炬外飄帶等精密異形結(jié)構(gòu)件。
為了讓碳纖維復(fù)合材料在工業(yè)生產(chǎn)中立體還原外飄帶的柔美飄逸,孫以澤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)明了“偏心”編織的方法,解決了大曲率、變密度編織難題;原創(chuàng)了雙機(jī)器人協(xié)同夾持芯??刂扑惴?,保證大尺寸異形結(jié)構(gòu)件編織在復(fù)雜受力狀態(tài)下的動力學(xué)性能最優(yōu);研發(fā)了單紗張力全流程數(shù)字化調(diào)控技術(shù),實(shí)現(xiàn)了恒張力精確編織;研發(fā)了高維曲面自動打磨的技能作業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了火炬外飄帶的三維自動化立體編織和自動化打磨,項(xiàng)目技術(shù)不僅填補(bǔ)了國內(nèi)空白,在國際上也處于領(lǐng)先地位。
奧運(yùn)會頒獎儀式上也有紡織品的高光呈現(xiàn)。當(dāng)獲獎運(yùn)動員獲頒獎牌時(shí),色澤鮮艷、造型生動的頒獎花束也映入人們眼簾,而這卻不是普通的鮮花花束。此次冬奧會和冬殘奧會頒獎共需使用1251個(gè)花束。為體現(xiàn)綠色奧運(yùn),本屆冬奧會的花束進(jìn)行了大膽創(chuàng)新,采用上海市非物質(zhì)文化遺產(chǎn)代表性項(xiàng)目“海派絨線編結(jié)技藝”手工制作而成,由“海派絨線編結(jié)技藝”傳承單位恒源祥集團(tuán)提供。參與鉤編的人員來自困難家庭和殘疾人群體。絨線花束寓意溫暖和“永不凋謝”,既保留了奧運(yùn)頒獎儀式中花束的形制,又踐行了綠色的辦奧理念。