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Caso de estudio: Antorcha de los Juegos Olímpicos de Invierno de Pekín 2022 (“Flying” / 飞扬)

Aleación de aluminio AlSi10Mg | Impresión 3D de metal SLM | Diseño icónico de antorcha olímpica

Caso de estudio de arte ceremonial y público

1. Antecedentes

La antorcha de los Juegos Olímpicos de Invierno de Pekín 2022, conocida como “Flying” (飞扬), fue concebida como una forma única y unificada que expresa el flujo de la llama olímpica semejante a una cinta, con un icónico patrón de cinta-llama entrelazada que recorre toda la longitud del cuerpo. El estudio de diseño detrás de la antorcha — liderado por un reconocido diseñador industrial chino — planteó un encargo ambicioso: toda la estructura de la cinta debía ser una sola pieza continua con retícula interna, y el patrón de la cinta debía ser visible desde cualquier ángulo de visión. El mecanizado CNC convencional a partir de un tocho macizo de aluminio habría requerido más de 1000 subpiezas soldadas y semanas de acabado para recrear el patrón de cinta entrelazada — un enfoque que no podía cumplir con el plazo de 5 meses ni materializar la intención continua y monolítica del diseño.

2. El desafío

Los requisitos de diseño incluían:

· Cuerpo monolítico único de AlSi10Mg — sin soldaduras, sin uniones brasadas, sin subpiezas de ensamblaje visibles

· Patrón de cinta-llama entrelazada que recorre toda la longitud del cuerpo de la antorcha, visible desde cualquier ángulo

· Estructura de retícula interna para la ergonomía del agarre, la reducción de peso y la gestión térmica

· Suficientemente ligera para ser transportada durante todo el relevo de la antorcha (normalmente más de 200 corredores a lo largo de 3 días)

· Tratamiento superficial resistente al calor para soportar el uso con llama viva sin deformación ni decoloración

· Calidad de acabado superficial acorde con un objeto ceremonial público — sin líneas de capas visibles

· Lote de producción de 200 antorchas para todo el relevo, todas entregadas en un plazo de 4 semanas

· 100% de fidelidad al modelo CAD del estudio de diseño — sin geometría simplificada, sin “aproximaciones fabricables”

3. La solución

La antorcha fue rediseñada como una única pieza monolítica en polvo de aluminio AlSi10Mg, fabricada mediante fusión selectiva por láser (SLM) en sistemas de impresión 3D de metal de gran formato. El proceso SLM imprimió todo el patrón de cinta-llama entrelazada, el núcleo de retícula interna, la ergonomía del agarre, el soporte del depósito de combustible y la tapa inferior en una sola construcción continua — sin soldaduras, sin uniones brasadas, sin subpiezas de ensamblaje, sin comprometer la intención orgánica del diseño. La retícula interna se optimizó topológicamente para alcanzar el peso objetivo (menos de 1,0 kg por antorcha) y el punto de equilibrio adecuado para el corredor, mientras que las superficies exteriores de la cinta se imprimieron con el acabado superficial tal como sale de la impresión, que le da a la antorcha su característico brillo satinado.

Tras la impresión, cada antorcha fue sometida a un alivio de tensiones y tratada térmicamente hasta el estado T6 para un rendimiento mecánico completo, las superficies exteriores de la cinta se pulieron a mano para eliminar el efecto escalonado, y todo el cuerpo se anodizó con un recubrimiento cerámico rojo distintivo para el uso con llama viva y la estabilidad del color a altas temperaturas. El proceso SLM permitió enviar el modelo CAD del estudio de diseño directamente a la impresora sin ninguna simplificación — cada giro de la cinta, cada nodo de la retícula y cada curva interna se conservaron exactamente según lo diseñado. El lote de producción de 200 antorchas se completó en 4 semanas, y la primera pieza se entregó al estudio de diseño en 5 días para su aprobación.

 

Figura 1: Antorcha olímpica de AlSi10Mg — vista lateral de la antorcha recién impresa sobre la placa de construcción SLM, mostrando el patrón de cinta-llama entrelazada y la estructura de retícula interna (estado de impresión, antes del acabado)

 

Figura 2: La misma antorcha desde un ángulo superior — primer plano del patrón de cinta-llama entrelazada, la retícula interna y la construcción monolítica sin costuras que el mecanizado CNC convencional a partir de tocho macizo no podía lograr

4. El resultado

· Fidelidad de diseño del 100% — cada giro de la cinta y cada nodo de la retícula impresos exactamente como lo especificaba el CAD del estudio de diseño

· Reducción de peso del 30% — mediante una retícula interna optimizada topológicamente, se cumplió el objetivo de < 1,0 kg por antorcha

· Construcción monolítica — sin soldaduras, sin uniones brasadas, sin subpiezas — un único cuerpo continuo de aluminio

· Primera pieza en 5 días — del CAD a la antorcha terminada, pulida a mano y aprobada para el estudio de diseño

· Producción completa en 4 semanas — lote de 200 antorchas entregado a tiempo para el relevo de la antorcha de Pekín 2022

· Certificación para llama viva — tratamiento térmico T6 + recubrimiento cerámico rojo anodizado para uso a alta temperatura

· Múltiples premios de diseño — el diseño de la antorcha ‘Flying’ obtuvo reconocimiento internacional por el uso de la fabricación aditiva en objetos ceremoniales

· Reemplaza más de 1000 subpiezas — una sola construcción SLM reemplaza el ensamblaje multipieza soldado que habrían requerido los métodos convencionales

“El patrón de cinta entrelazada no podía haberse construido de ninguna otra manera. Cada giro, cada nodo de la retícula, cada curva interna — SLM nos dio un 100% de fidelidad de diseño, y 200 antorchas estuvieron en manos de los corredores en 4 semanas.”

 

Material: Aleación de aluminio AlSi10Mg  |  Proceso: Impresión 3D de metal SLM  |  Aplicación: Antorcha olímpica de Pekín 2022 (‘Flying’ / 飞扬)