火炬是奥运会中备受关注的元素之一，火炬的设计不仅仅是外观、造型的设计，需要的是立意、形意、技意的融合，加上“绿色冬奥”“科技冬奥”的主旨，2022年北京冬奥会火炬的设计交出了一份完美答卷。

2021年2月4日，北京2022年冬奥会火炬正式发布，名为“飞扬”，颜色为银色与红色。象征冰火相约，激情飞扬，照亮冰雪，温暖世界；代表不同文明交流互鉴，让世界更加相知相融的冬奥愿景。

2020年4月，北京冬奥火炬设计公开征集，9月22日，经过北京冬奥组委多轮评审，从182个征集方案中确定了由阿里天猫精灵设计团队提交的火炬设计方案。2022年2月4日，北京冬奥会1200支火炬“飞扬”交付并顺利完成传递。

图：冬奥火炬组成-外壳、内飘带、燃烧系统，来自新华体育

火炬“飞扬”由火炬外壳、内飘带、燃烧系统组成。火炬外壳采用了中国石化上海石化研发的碳纤维复合材料制成，内飘带是由哈特三维（中山）金属材料有限公司通过3D打印铝合金加上后处理制作；燃料从丙烷更换为氢气，使用环保的氢燃料。

内：3D打印火炬内飘带，材质 - 铝合金

“飞扬”火炬运用了3D打印技术，位于中山市的哈特三维（中山）金属材料有限公司（下称“哈特三维”）是负责“飞扬”火炬内飘带设计生产的企业之一。据资源库所知，北京2008年奥运会火炬“祥云”采用的同样是铝合金材料，但冬奥会只是内飘带使用了铝合金。

图：3D打印火炬内飘带，来自哈特三维

据哈特三维相关负责人介绍，“飞扬”火炬造型如丝带飘舞，旋转上升，最后呈现为飞扬的火焰，然而充满艺术感的造型进一步压缩了内部空间，增加了设计、加工和制造难度。主火炬的“高颜值”需要过硬的技术支撑——既要展现火炬的轻盈，又要实现整体结构的稳定性。

为了实现北京冬奥会火炬航天技术和艺术的完美结合，哈特三维、哈尔滨工业大学与航天科技集团联合公关，利用在航天工业中应用日益广泛的3D打印技术来制造火炬，对多种3D打印材料进行了测试，对火炬内部结构进行了优化，对打印工艺进行系统的验证和改进，最后成功制备出完全满足要求的氢火炬及其燃烧系统，保障火炬燃烧的可靠性。

图：后处理过的火炬内飘带，来自哈特三维

据介绍，为了保证火炬外观质量和燃烧效果，除尺寸精度要求外，还需要保证3D打印火炬内部致密度接近100%，哈工大及哈特三维技术团队对3D打印装备和工艺进行优化，打印效率和内部质量进一步提升，完全满足火炬生产的各方面要求。

外：三维编织火炬外壳，材质 - 碳钎维

火炬外壳使用的是碳纤维复合材料，由中国石化上海石化公司制作。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，其质量只有钢的1/4左右，但强度是钢的7~9倍。

据中国石化上海石化公司副总经理黄翔宇介绍，“飞扬”采用氢做燃料，燃烧温度高于800℃。一般的复合材料都不能在火里烧，正好库贝化学（上海）有限公司研发了第三代聚硅氮烷树脂，这个树脂是耐火的。最后通过工艺调整，成功解决了材料耐高温和耐火的问题。

图：三维编织火炬外壳，来自上海石化

同时结合三维编织技术，生产车间里，一条条黑色丝束，每一束都包含着1.2万根碳纤维丝。经过三维立体编织，最终就像“织毛衣”一样织成了火炬外壳，看不出任何接缝与孔隙，整个造型浑然一体。

图：上色后的火炬外壳，来自上海石化

最终，上海石化与协作单位一起攻关，引入高性能树脂与碳纤维一起制成碳纤维复合材料，有效解决了在高温制备过程中火炬外壳起泡、开裂等难题，达到了既能够耐温又能够耐火的要求，实现了在燃烧温度大于800℃的氢气燃烧环境下正常使用。

可以说，北京冬奥会火炬是方案设计与生产制造技术之间相辅相成的结果。有了新的工艺，才带给我们新的创新机会。相信3D打印技术将会在更多领域得到广泛应用，并给我们带来更多的惊喜。

火炬是奥运会中备受关注的元素之一，火炬的设计不仅仅是外观、造型的设计，需要的是立意、形意、技意的融合，加上“绿色冬奥”“科技冬奥”的主旨，2022年北京冬奥会火炬的设计交出了一份完美答卷。

2021年2月4日，北京2022年冬奥会火炬正式发布，名为“飞扬”，颜色为银色与红色。象征冰火相约，激情飞扬，照亮冰雪，温暖世界；代表不同文明交流互鉴，让世界更加相知相融的冬奥愿景。

2020年4月，北京冬奥火炬设计公开征集，9月22日，经过北京冬奥组委多轮评审，从182个征集方案中确定了由阿里天猫精灵设计团队提交的火炬设计方案。2022年2月4日，北京冬奥会1200支火炬“飞扬”交付并顺利完成传递。

图：冬奥火炬组成-外壳、内飘带、燃烧系统，来自新华体育

火炬“飞扬”由火炬外壳、内飘带、燃烧系统组成。火炬外壳采用了中国石化上海石化研发的碳纤维复合材料制成，内飘带是由哈特三维（中山）金属材料有限公司通过3D打印铝合金加上后处理制作；燃料从丙烷更换为氢气，使用环保的氢燃料。

内：3D打印火炬内飘带，材质 - 铝合金

“飞扬”火炬运用了3D打印技术，位于中山市的哈特三维（中山）金属材料有限公司（下称“哈特三维”）是负责“飞扬”火炬内飘带设计生产的企业之一。据资源库所知，北京2008年奥运会火炬“祥云”采用的同样是铝合金材料，但冬奥会只是内飘带使用了铝合金。

图：3D打印火炬内飘带，来自哈特三维

据哈特三维相关负责人介绍，“飞扬”火炬造型如丝带飘舞，旋转上升，最后呈现为飞扬的火焰，然而充满艺术感的造型进一步压缩了内部空间，增加了设计、加工和制造难度。主火炬的“高颜值”需要过硬的技术支撑——既要展现火炬的轻盈，又要实现整体结构的稳定性。

为了实现北京冬奥会火炬航天技术和艺术的完美结合，哈特三维、哈尔滨工业大学与航天科技集团联合公关，利用在航天工业中应用日益广泛的3D打印技术来制造火炬，对多种3D打印材料进行了测试，对火炬内部结构进行了优化，对打印工艺进行系统的验证和改进，最后成功制备出完全满足要求的氢火炬及其燃烧系统，保障火炬燃烧的可靠性。

图：后处理过的火炬内飘带，来自哈特三维

据介绍，为了保证火炬外观质量和燃烧效果，除尺寸精度要求外，还需要保证3D打印火炬内部致密度接近100%，哈工大及哈特三维技术团队对3D打印装备和工艺进行优化，打印效率和内部质量进一步提升，完全满足火炬生产的各方面要求。

外：三维编织火炬外壳，材质 - 碳钎维

火炬外壳使用的是碳纤维复合材料，由中国石化上海石化公司制作。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，其质量只有钢的1/4左右，但强度是钢的7~9倍。

据中国石化上海石化公司副总经理黄翔宇介绍，“飞扬”采用氢做燃料，燃烧温度高于800℃。一般的复合材料都不能在火里烧，正好库贝化学（上海）有限公司研发了第三代聚硅氮烷树脂，这个树脂是耐火的。最后通过工艺调整，成功解决了材料耐高温和耐火的问题。

图：三维编织火炬外壳，来自上海石化

同时结合三维编织技术，生产车间里，一条条黑色丝束，每一束都包含着1.2万根碳纤维丝。经过三维立体编织，最终就像“织毛衣”一样织成了火炬外壳，看不出任何接缝与孔隙，整个造型浑然一体。

图：上色后的火炬外壳，来自上海石化

最终，上海石化与协作单位一起攻关，引入高性能树脂与碳纤维一起制成碳纤维复合材料，有效解决了在高温制备过程中火炬外壳起泡、开裂等难题，达到了既能够耐温又能够耐火的要求，实现了在燃烧温度大于800℃的氢气燃烧环境下正常使用。

可以说，北京冬奥会火炬是方案设计与生产制造技术之间相辅相成的结果。有了新的工艺，才带给我们新的创新机会。相信3D打印技术将会在更多领域得到广泛应用，并给我们带来更多的惊喜。