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Estudo de Caso: Tocha dos Jogos Olímpicos de Inverno de Pequim 2022 (“Voando” / 飞扬)

Liga de Alumínio AlSi10Mg | Impressão 3D de Metal SLM | Design Íconico de Tocha Olímpica

Estudo de Caso de Arte Cerimonial e Pública

1. Contexto

A tocha dos Jogos Olímpicos de Inverno de Pequim 2022, conhecida como “Voando” (飞扬), foi concebida como uma forma unificada que expressa o fluxo em forma de fita da chama olímpica, com um padrão icônico de fita-chama entrelaçada percorrendo todo o comprimento do corpo. O estúdio de design por trás da tocha — liderado por um renomado designer industrial chinês — estabeleceu um briefing ambicioso: toda a estrutura da fita precisava ser uma única parte contínua com trabalho de lattice interno, e o padrão da fita precisava ser visível de todos os ângulos de visualização. A usinagem CNC convencional de um bloco sólido de alumínio teria exigido mais de 1000 sub-partes soldadas e semanas de acabamento para recriar o padrão entrelaçado de fitas — uma abordagem que não poderia atender ao prazo de 5 meses e não poderia entregar a intenção de design monolítico e perfeita da peça.

2.O Desafio

Os requisitos de design incluíam:

· Corpo único em AlSi10Mg monolítico — sem soldaduras, sem juntas brasadas, sem sub-partes de montagem visíveis

· Padrão de chama-fita entrelaçado percorrendo todo o comprimento do corpo do tocha, visível de todos os ângulos

· Estrutura de treliça interna para ergonomia de pegada, redução de peso e gestão térmica

· Leve o suficiente para ser transportada durante todo o revezamento da tocha (tipicamente 200+ corredores ao longo de 3 dias)

· Tratamento de superfície resistente ao calor para suportar o uso com chama viva sem deformação ou descoloração

· Qualidade de acabamento de superfície consistente com um objeto cerimonial público — sem linhas de camada visíveis

· Lote de produção de 200 tochas para o revezamento completo, todas entregues em 4 semanas

· 100% fidelidade de design ao modelo CAD do estúdio de design — sem geometria simplificada, sem “aproximação fabricável”

3. A Solução

A tocha foi redesenhada como uma única peça monolítica em pó de alumínio AlSi10Mg, fabricada por Fusão Seletiva a Laser (SLM) em sistemas de impressão 3D metálicos de grande formato. O processo SLM imprimiu todo o padrão entrelaçado de chama-fita, o núcleo de treliça interna, a ergonomia da pegada, a montagem do reservatório de combustível e a tampa inferior em uma única construção contínua — sem soldaduras, sem juntas brasadas, sem sub-partes de montagem, sem comprometer a intenção orgânica do design.A gradea interna foi otimizada topologicamente para atingir o peso alvo (menos de 1,0 kg por tocha) e o ponto de equilíbrio correto para o atleta, enquanto as superfícies externas da fita foram impressas com o acabamento de superfície construído que confere à tocha seu brilho característico em seda.

Após a impressão, cada tocha foi aliviada de tensões, tratada termicamente até a condição T6 para desempenho mecânico completo, as superfícies externas da fita foram polidas à mão para remover o efeito de degraus, e todo o corpo foi anodizado com um revestimento cerâmico vermelho característico para uso com chama viva e estabilidade de cor em alta temperatura. O processo SLM permitiu que o modelo CAD do estúdio de design fosse enviado diretamente à impressora sem simplificação alguma — cada torção da fita, cada nó da grade, cada curva interna foi preservada exatamente como projetada. O lote de produção de 200 tochas foi concluído em 4 semanas, com a primeira unidade entregue ao estúdio de design em 5 dias para aprovação.

 

Figura 1: Tocha olímpica de AlSi10Mg — vista lateral da tocha construída na placa de construção SLM, mostrando o padrão entrelaçado de fita-chama e a estrutura de grade interna (estado de impressão, antes do acabamento)

 

Figura 2: Mesma tocha de um ângulo superior — close-up do padrão entrelaçado de fita-chama, da grade interna e da construção monolítica contínua que a usinagem CNC convencional de bloco macio não poderia fornecer

4.O Resultado

· 100% de fidelidade de design — cada torção de fita, cada nó da treliça impresso exatamente como especificado pelo CAD do estúdio de design

· Redução de 30% no peso — via treliça interna otimizada por topologia, objetivo < 1,0 kg por tocha

· Construção monolítica — sem soldaduras, sem juntas brasadas, sem sub-peças — corpo único contínuo de alumínio

· Primeira amostra em 5 dias — do CAD ao produto final, polido à mão, aprovado pelo estúdio de design

· Produção completa em 4 semanas — lote de 200 tochas entregues a tempo para o revezamento da tocha dos Jogos Olímpicos de Pequim 2022

· Certificação de chama viva — tratamento térmico T6 + revestimento cerâmico vermelho-anodizado para uso em alta temperatura

· Vários prêmios de design — o design da tocha 'Voando' ganhou reconhecimento internacional pelo uso de manufatura aditiva em objetos cerimoniais

· Substitui 1000+ sub-peças — uma única construção SLM substitui a montagem multi-peças soldada que os métodos convencionais teriam exigido

“O padrão de fitas entrelaçadas não poderia ter sido construído de nenhuma outra forma.Cada curva, cada nó da treliça, cada curva interna — a SLM nos deu 100% de fidelidade ao design, e 200 tochas estavam nas mãos dos atletas em 4 semanas."

 

Material: Liga de Alumínio AlSi10Mg  |  Processo: Impressão 3D Metálica SLM  |  Aplicação: Tocha Olímpica de Pequim 2022 (‘Voando’ / 飞扬)