原来第十五届全运会主火炬塔是使用工业级3D打印机来打印出来的

导读：原来第十五届全运会主火炬塔是使用工业级3D打印机来打印出来的！

2025年11月9日晚，珠江之畔，广州奥体中心灯火璀璨。随着最后一棒火炬手将圣火引入主火炬塔，第十五届全运会开幕式迎来最激动人心的时刻——高达16.5米的巨型主火炬塔“逐梦之光”准时点亮，香槟金色的金属光泽与内部流转的暖黄灯光交相辉映，如同一条腾飞的科技巨龙，将“更快、更高、更强、更团结”的体育精神镌刻在羊城夜空。这座承载着亿万目光的“荣耀地标”，并非传统工艺铸造，而是由团队以3D打印技术全程参与设计、制造、安装的“中国智造”典范。从8月10日启动打样到10月15日完成最终安装，67个日夜，1600小时连续攻坚，用工业级3D打印的精度与效率，在体育赛事史上写下了“科技赋能文化”的新注脚。今日，全运会圣火虽已熊熊燃烧，但背后的“智造故事”值得被铭记。让我们一同走进“火炬塔制造全纪实”，揭秘这座“会发光的科技雕塑”如何从图纸走向现实。

部分：使命必达——为何是3D打印？

1.1 全运会主火炬塔的“特殊使命”作为开幕式核心视觉符号，主火炬塔需同时满足三大需求：艺术性：以“湾区之帆”“科技之链”为设计理念，三支弯曲立柱如珠江浪涌，中心圆盘似木棉花绽放，整体需呈现流动的美感与力量感；功能性：内部需集成龙骨结构支撑16.5米高度，表面开孔嵌入LED灯珠，实现“由内而外”的发光效果；标志性：作为国家顶级赛事地标，需兼顾耐久性（户外长期展示）、抗风性（应对珠三角台风季）与视觉辨识度。传统工艺下，此类异形大型雕塑需分段铸造、人工焊接，不仅周期长（常需3-5个月），更难保证曲面精度与结构一致性。而3D打印技术，恰好能破解这一难题。

1.2 团队掌握从数字建模、材料适配到后处理的全链路技术，尤其擅长：复杂曲面成型：通过FGF（颗粒熔融沉积）+FDM（线材熔融沉积）工艺，实现毫米级曲面精度；大尺寸一体化打印：自主研发的“分段拼接+应力消除”技术，突破传统3D打印尺寸限制；功能集成制造：将结构件、装饰层、电路通道同步打印，减少后期改造成本。

第二部分：从0到1——67天攻坚全记录2.1 设计阶段（8.1-8.9）：在“艺术”与“工程”间找平衡项目启动之初，设计团队便面临个难题：如何将“流动的湾区”“绽放的木棉”转化为可打印的3D模型？主创设计师回忆：“最初方案中，立柱的弯曲弧度达120°，中心圆盘的镂空密度高达60%。若直接按艺术造型打印，可能导致结构失稳或材料浪费。”为此，组建“设计-工程”联合小组，采用“逆向优化法”：拓扑优化：通过有限元分析（FEA）软件，模拟不同部位的受力情况，将非承重区域的冗余结构简化，保留美学特征的同时减轻30%重量；

分层打印策略：将立柱分为7段、圆盘分为3段，每段预设“拼接槽口”与“加强筋位”，既保证整体强度，又降低单段打印难度；材料适配测试：针对ABS材料的收缩率（约0.8%-1.2%），在设计阶段预留0.5mm/米的补偿量，避免打印后变形。8月9日，定稿模型通过组委会审核，一场“毫米级精度”的制造战役正式打响。

“大尺寸打印最怕‘首件失败’。”生产主管冯工坦言。为验证模型可行性，团队决定先制作1:10缩比样件（高1.65米），并针对4项核心技术进行测试：

8月26日，16个小样全部通过检测，打印参数与工艺路径正式锁定。此时，距离最终交付仅剩45天。

2.3 正式打印（8.26-9.10）：15天，1600小时“不停机”挑战9月1日凌晨，中山基地的3D打印车间灯火通明。三十台工业级FDM打印机（单台最大打印尺寸3m×3m×3m）同步启动，主火炬塔的“骨骼”——三支立柱与中心圆盘开始逐层生长。2.3.1 打印现场的“三大难关”连续作业稳定性：单段立柱最长9米，需24小时不间断打印。团队安排两班倒，每2小时检查一次喷头状态、平台水平度与材料余量，累计更换喷嘴12次，调整平台温度37次；层间粘合强度：ABS材料冷却时会收缩，层间易开裂。技术人员在打印层间插入“加热带”（维持60℃恒温），并将打印速度从常规的100mm/s降至60mm/s，确保每层充分融合；应急故障处理：9月5日晚，一台打印机因电网波动突发断料。团队5分钟内启用备用材料（提前备足20%冗余量），并通过软件补打缺失层，最终仅延误1.5小时，未影响整体进度。

2.3.2 记录：打印数据的“数字密码”总打印时长：15天×24小时=360小时（实际因并行打印，设备总运行时长超480小时）；耗材用量：ABS线材约1.2吨，其中立柱占比65%，圆盘占比25%，连接部件占比10%；精度验证：每段打印完成后，采用扫描仪（精度±0.05mm）进行全尺寸检测，最大偏差仅0.18mm，远超设计要求。

2.4 后处理阶段（9.11-10.31）：从“毛坯”到“艺术品”的72变打印完成的立柱与圆盘只是“半成品”，真正的考验在于后处理——如何让冰冷的ABS材料焕发金属质感，并实现“由内而外”的发光效果？2.4.1 表面处理：电镀工艺的“色彩魔法”设计要求表面为“香槟金色电镀漆”，但ABS材质直接电镀易脱落。团队采用“化学粗化+导电漆底涂”工艺：1.1.粗化：用800目砂纸打磨表面，再用铬酸溶液腐蚀，增加表面积与附着力；2.2.底涂：喷涂导电铜浆，厚度控制在5μm，形成“金属基底”；3.3.电镀：放入无氰电镀槽，沉积镍层（8μm）+ 金层（0.5μm），最终呈现均匀的香槟金色，耐盐雾测试达500小时以上。

2.4.2 灯光集成：让雕塑“呼吸”起来中心圆盘与立柱表面分布着4000余个φ3mm透光孔，需嵌入LED灯珠并实现“渐变发光”效果。团队创新采用“预埋灯带+导光板”方案：在打印阶段同步埋入柔性LED灯带（防水等级IP67），沿孔位螺旋排布；表面覆盖0.5mm厚光学亚克力板，通过激光雕刻形成微结构导光，确保光线均匀透出；控制系统集成20路调光模块，可根据开幕式流程切换暖黄、橙红、炫彩等模式。

 

2.4.3 龙骨强化：看不见的“安全守护”为确保16.5米高的火炬塔在户外长期稳定，团队在内置钢龙骨基础上，额外增加“打印层+玻璃纤维网格布”复合加固层：龙骨与打印层通过M8不锈钢螺栓连接，每0.5米一个固定点；外层打印材料中混入30%短切玻璃纤维，抗拉强度提升至45MPa（普通ABS仅30MPa）。

 

2.5 安装阶段（10.1-10.15）：毫米级对接的“空中芭蕾”10月1日，拆解后的28个模块从中山启运至广州奥体中心。安装团队面临两大挑战：场地限制：中心圆盘直径8米，需在仅3米宽的施工通道中吊装；定位精度：立柱与圆盘的对接误差需＜2mm，否则会影响整体结构强度与灯光效果。安装总指挥陈工介绍：“我们采用‘地面预拼装+高空微调’策略。先用全站仪在地面完成模块预拼，标记对接基准线；再通过汽车吊+液压千斤顶缓慢提升，实时监测水平度与垂直度。最终，仅用7天便完成全部安装，经检测，所有对接点误差均控制在1mm以内。”

 

第三部分：技术突破——3D打印如何重新定义“大型雕塑”？3.1 效率革命：从3个月到2个月，工期缩短33%传统铸造工艺需经历模具制作（1个月）、翻模（1个月）、焊接（0.5个月）、表面处理（0.5个月），总周期超3个月。而3D打印方案：省去模具费用（节约80万元）；打印与后处理并行（如打印第3段立柱时，已完成第1段的电镀）；现场仅需简单组装，无需大规模焊接。3.2 艺术解放：复杂造型不再“望而却步”火炬塔的立柱采用“双螺旋上升”曲面，传统工艺需人工敲凿修正，难以保证对称性。3D打印则直接“复制”数字模型，曲面误差＜0.2mm，连设计师都惊叹：“这正是我们想要的流动感！”3.3 功能集成：“打印即成品”的制造哲学从结构龙骨到灯光通道，从表面纹理到防腐涂层，火炬塔的核心功能均在打印阶段同步实现。这种“一体化制造”模式，不仅减少了后期返工，更让“设计即落地”成为可能。

 

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