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Wian van Aswegen高尔夫推杆设计的故事
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Wian van Aswegen高尔夫推杆设计的故事

  • date   发布时间:2024/01/29
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【概要描述】

Wian van Aswegen高尔夫推杆设计的故事

【概要描述】

  • 分类: 产业应用
  • 发布时间:2024-01-29 11:58
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AEDG的一名学生Wian van Aswegen是一名有相当能力的业余高尔夫球手,2020年末开始讨论如何创建一款可定制的高尔夫推杆,该推杆可以添加制造,只需最少的后处理其想法是,认真的高尔夫球手可以在基础设计上指定他们自己想要的配置,以快速生产出符合他们口味和需求的高尔夫推杆。

 

推杆可以根据角度、质量、面部平衡、重量、材料、重心、声音和美学进行配置,以解决高尔夫球手普遍关心的大多数问题。

 

因此,推杆的概念形状设计始于2020年末,并一直持续到2021——这就是Wian van Aswegen高尔夫推杆的故事。。。

上图中的Wian与第一个原型在皇家阿尔弗雷德港高尔夫球场的果岭上合影

概述

 

增材制造(AM)最近是一个非常热门的话题,将研究机会与运动器材开发相结合是一项非常令人兴奋的任务。很快,第一个想法就是看看高尔夫球手最常使用的高尔夫球杆——推杆。

 

传统上,高尔夫推杆是从实心不锈钢块研磨成最终产品的,这一过程是完全自主的,可以满足少数选定设计的大规模生产。AM的引入使推杆能够以最小的材料浪费进行制作,并且可以同时打印各种配置。

 

每个人的身体机能、个人审美和感觉偏好各不相同。因此,理想情况下,高尔夫球手会选择球杆配件,以确保他们拥有适合推杆击球的推杆规格的最佳组合。这使得高尔夫球手能够拥有在杆面、杆面角度、质量、重量分布、形状、尺寸和凹槽图案方面特定于他们的推杆,以实现他们的最佳性能。

 

通过使用现代设计软件平台和金属3D打印机,设计可以在几天内进行调整和打印。Rapid3DEOS M290打印机实现了高质量的3D打印,可以提供几乎无限的设计选项,而且几乎不需要后期处理。

 

主要目标群体是专业和认真的业余高尔夫球手,因为他们会从AM推杆提供的完全定制中获得更多好处。EOS打印机的功能提供了广泛的金属选择。因此,设计可以由各种材料组成,以实现高尔夫球手所期望的重量和感觉。

 

由于高尔夫球手是挑剔的人,他们经常改变主意,加入可互换的重量可以在推杆构造完成后对重量分布进行小的调整。在CustomWorks的帮助下,最初的金属印刷推杆中的重量由锻造碳复合材料制成,这提供了一种美观的成品,在重量方面也很平衡。

 

初步设计概念

 

由于这是一个从一张白纸开始的项目,我们对其他流行的现代推杆进行了研究,以从中获得一些灵感,并看看我们如何在上面进行自己的旋转。

 

概念化阶段于20208月开始,到9月,我们有一些设计可供选择。最初的设计是以步进式重量为特色,可以改变和交换重量,以实现高尔夫球手的理想重量分布。然而,这种设计在固定重物方面存在问题,因为它们有几个方面违反了皇家和古代(R&a)高尔夫规则,这将使推杆不适合比赛使用。

在最终设计之前,设计理念正在磨练

 

后来,阶梯式重量设计被换成了网格,因为网格可以在打印阶段被调整以创建高尔夫球手的理想重量分布。这种格子非常美观,在高尔夫行业中使用不多。然而,它的实用性超过了审美吸引力。首先,格子的印刷是一个挑战,但最重要的是,污垢和沙子会滞留在格子内,这对高尔夫球手来说很难清除和清洁。

 

初始原型

 

一旦我们对当时的设计感到满意,我们就在202010月打印了一个塑料原型。这使我们能够以物理形式查看零件,并确定在纯计算输出中不一定明显的问题区域。这个原型极大地增强了我们的信心,因为我们能够识别出需要改变的几个小问题,并立即采取行动。

底座的初始粗略打印,包括重量

最终基础设计

 

由于目标人群是技术水平相当高的球员,他们对不平衡和错位的认识远比普通高尔夫球手更为磨练。人们通常会在高尔夫商店用自己的Golf Pro来安装正确的推杆,安装的首要任务是确定什么长度、躺角和平衡对个人最有利。

 

推杆的平衡是一个术语,用于描述推杆杆头的重心相对于杆身轴线的位置。三种不同类型的天平分别是:正面平衡、四分之一悬挂和脚趾悬挂

 

结合球杆拟合会话,高尔夫球手可以指定他们将需要的悬挂量,以与他们各自的击球弧线和面部旋转相关联。正确的悬挂将使高尔夫球手更一致地将推杆摆正,反过来,这将导致更多的推杆在预定的线上开始。这完全适用于推杆的设计。

 

重量从中心向推杆跟部和趾部的分布将导致沿垂直轴的惯性矩(MoI)增加。MoI值越高,偏离中心的命中率就越高。

 

稳定性是一个术语,用于描述推杆在保持方形推杆杆面的同时,重复遵循预期击球路径的能力。通过附加制造的推杆设计,高尔夫球手可以选择要求更高的稳定性和容错性。这将通过对设计进行轻微调整来实现,通过将一些质量从推杆中心移开来增加MoI。然而,对于在击球过程中有大量推杆旋转的高尔夫球手来说,这是不可取的,因为MoI的增加会阻碍他们在击球时将推杆面恢复到直角的能力。

 

WvA推杆由3个主要部件组成,即推杆底座、杆颈和配重。所有这些组件都能完全适应高尔夫球手的规格。

推杆杆头的部件

推杆底座的初始打印

 

202012月初,我们收到了Rapid3D的第一个不锈钢打印推杆底座和插鞘,EOS M290打印机可以生产的表面光洁度和细节再次让我们大吃一惊。

 

这些几乎不需要后期处理,几天后,完全组装好的推杆就可以进行测试了。

 

l) 打印底座和(r)推杆显示出符合设计意图的全面平衡

Rapid3D收到的第一个金属印刷品,包括一个锻造的复合重量

 

锻造复合配重

 

在重量方面,我们再次与杰弗里斯湾CustomWorks的复合大师阿诺·塞弗特合作。

 

我们之前已经在锻造复合材料输出上进行了实验(如兰博基尼所推广的),并取得了一些合理的成功,预计锻造碳复合材料中的重量将达到推杆重量所需的美观性、重量和可加工性。

 

为了制造碳复合材料砝码,设计并印刷了模具,使含有碳纤维的树脂在施加压力的同时固化。

 

几个小时后,一旦树脂完全固化,就从模具中提取重量,并进行精加工,以形成光滑的表面,从而添加透明涂层,增加美观性。

 

理想情况下,模具将由铝制成,以确保更好的表面光洁度,并使零件更容易从模具中取出,但这是一个非常昂贵的选择,因此创建了额外制造的模具,产量非常令人满意。

(左上)打印模具,(左下)精加工前提取的锻造复合重量,(右)成品

 

对齐夹具

 

为了减少支撑材料,插鞘和推杆底座是分开打印的,因此插鞘与推杆底座相配合并用胶水固定。然而,在胶水固化时,很难手动准确判断推杆的倾角。因此,设计和创建了一个对准夹具,以确保倾角始终一致,同时也使组装更加容易。

 

轴对准夹具的当前设计与水平线的夹角为71°,因为它是一个很好的中间位置,因为角度通常在69°72°之间。底座和臂或夹具是独立的部件,因此三个或四个不同的臂可以互换以获得预期的倾角。

插入推杆的斜角夹具,确保杆身和推杆杆头的精确对准固化

 

比较推杆的3D扫描

 

为了在WvA推杆和其他常用的传统制造的推杆之间进行准确的比较,我们联系了aNtSA,使用他们的Creaform MetraSCAN 3D扫描设备。这使我们能够从物理对象创建一个可行的零件文件。

对比推杆的3D扫描是在eNtSA的帮助下使用其先进的MetraScan激光扫描仪进行的

 

比较推杆分析

 

使用从3D扫描中获取的STL文件,将云数据转换为网格,并进行微小修改,以创建每个推杆的实体3D CAD图。然后使用这些零件图进行各种模拟,以便将WvA推杆设计与其他现代传统制造的推杆进行比较。

推杆频率响应的比较分析

 

Scotty Cameron被选为测试的通用基准,WvA设计更轻15.67[g]。这种差异是一个相对较小的变化,每次对设计的调整都会产生质量的变化。单独使用不同的材料可以产生185-656[g]的质量范围。

 

传统制造的推杆的杆面通常由制造商预先确定,因此产生了非常有限的范围。然而,WvA设计允许用户在10°之间选择他们喜欢的阁楼,因为这个范围受高尔夫R&A规则的规定。

 

与其他推杆相比,WvA推杆具有更高的MoI,这有利于推杆的性能。然而,根据要求,可以改变WvA推杆的设计,以满足广泛的优选MoI值。

 

测试,测试。。。

 

Wian多年来一直在参加高尔夫比赛,并能够利用他的高尔夫知识创造出一种推杆,以满足大多数高尔夫球手已经习惯的一般感觉偏好和性能要求。

 

他还邀请了一些南非顶级业余选手的高尔夫朋友来测试推杆,并提供急需的反馈。收到的反馈非常积极,因为高尔夫球手对WvA推杆的感觉令人满意,表现也达到了他们对其他高端高尔夫推杆的期望。

最初完成的原型首次亮相于皇家阿尔弗雷德港高尔夫球场

ONYX重量

 

为了展示可用的选项范围,我们使用我们内部的Markforge打印机打印了一些由ONYX制成的砝码,并加入了一些图案和符号,以展示各种美学。

ONYX砝码上的各种美学装饰

最终腻子

 

利用从测试阶段收到的反馈,对第一个金属印刷WvA推杆的设计进行了进一步的小调整。新的设计稍轻,并包括一个自定义的标志。

 

20216月,Rapid3D的更新设计和最终印刷推杆很快就可以组装完成。经过一点后期处理,最终的WvA推杆与之前的版本进行了测试。

 

与前一版本相比,新的WvA推杆具有更精细的重量分布和面部平衡,重量略轻更适合严肃的业余爱好者和专业人士习惯的快速推杆果岭。

 

新款WvA推杆还搭配了不同的ONYX可定制重量,完美贴合推杆底座,同时增加了美感。

最后完成的推杆装有ONYX可拆卸配重

 

 

 

媒体

 

WvA高尔夫推杆引起了媒体的极大兴趣,发表了几篇媒体文章,甚至出现在Luister FM广播电台上。一些已发布的媒体项目如下所示:

事件

 

高尔夫推杆作为论文和演示文稿在比勒陀利亚CSIR ICC举行的2021 RAPDASA会议上亮相。AEDG团队在整个活动期间都在EOS/Rapid3D展台举行,非常感谢Rapid3D的所有人。

 

除了展示高尔夫推杆外,团队还为代表们设置了一个练习推杆果岭,以尝试他们的运气,并将WvA推杆的感觉与其他典型的高端推杆进行比较。有很多好评,在那些试图炫耀的人之间也有一些激烈的竞争!

 

维安还向出席会议第二天的代表们介绍了他的工作。

CSIR国际商会举行的2021RAPDASA会议上的各种照片中,推杆引起了人们的极大兴趣和竞争

 

贡献者

必须向所有这些人表示衷心的感谢和赞赏,感谢他们为此做出的完全无私的贡献,无论是信息、建议、时间、人脉、服务,还是他们做出的任何贡献,无论大小。

AEDG团队(Clive HandsWian van AswegenZaahid ImranJode FourieDaniel TraskMuhammad Lookmanjee

NMUWilliam Rall博士)

Rapid3DDavid BullockLynton Dent

定制作品(Arno Seyfert

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