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武裝創(chuàng)新:利用3D打印強(qiáng)化戰(zhàn)術(shù)頭盔

魔猴君  科技前沿   273天前

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當(dāng)企業(yè)家Tim Pausch第一次看到3D打印機(jī)和材料制造商Carbon的創(chuàng)新型3D打印頭盔襯墊系統(tǒng)用于美國(guó)運(yùn)動(dòng)頭盔時(shí),他萌生了將其應(yīng)用于戰(zhàn)斗頭盔的想法。

“我們開(kāi)始開(kāi)發(fā)它,花了大約一年的時(shí)間來(lái)完善,因?yàn)閺椀篮驼◤棻▌?chuàng)傷與運(yùn)動(dòng)沖擊完全不同,”Send Nods Nightvision的創(chuàng)始人Pausch說(shuō),Send Nods Nightvision是一家德國(guó)公司,專門(mén)利用3D技術(shù)研發(fā)國(guó)防工業(yè)產(chǎn)品印刷?!耙虼?,我們的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)填充物需要承受和消散其他類型的力。”

Vicis和Riddell品牌的NFL最高沖擊等級(jí)橄欖球頭盔以及CCM的曲棍球頭盔的內(nèi)部均采用碳3D打印網(wǎng)格墊。這些公司采用了碳技術(shù)并設(shè)計(jì)了自己的晶格結(jié)構(gòu),以減輕特定運(yùn)動(dòng)的影響,并在某些情況下減輕個(gè)別運(yùn)動(dòng)員的頭部形狀。

由碳3D打印的Hard Head Veterans的微型網(wǎng)格頭盔墊(來(lái)源:Hard Head Veterans)

事實(shí)上,任何公司都可以在Carbon軟件中開(kāi)發(fā)晶格結(jié)構(gòu),并在Carbon 3D打印機(jī)上使用專有材料進(jìn)行3D打印。波什說(shuō),他開(kāi)發(fā)了自己的格子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),將舒適性和安全性結(jié)合起來(lái)。這些墊子稱為AirPad系統(tǒng),采用Velcro背襯,可輕松插入市場(chǎng)上的任何頭盔中,以取代標(biāo)準(zhǔn)泡沫墊。這些墊子是在德國(guó)的第三方3D打印服務(wù)處打印的。

AirPad系統(tǒng)由九個(gè)單獨(dú)的格子墊組成,用于替代標(biāo)準(zhǔn)泡沫墊。最初推出的設(shè)計(jì)是較重的防彈頭盔的最佳選擇,這些頭盔裝有聽(tīng)力保護(hù)、夜視、配重和位置燈等附加組件,以裝備戰(zhàn)場(chǎng)上的士兵。據(jù)Carbon介紹,標(biāo)準(zhǔn)泡沫會(huì)在部件重量的作用下發(fā)生塌陷反應(yīng),不再提供阻尼性能。

Send-Nods在生產(chǎn)用于戰(zhàn)術(shù)頭盔的Send Impact AirPad系統(tǒng)時(shí)使用Carbon的3D打印網(wǎng)格墊(來(lái)源:Send-Nods Nightvision

舒適,但實(shí)用嗎?

Send Gear Group頭盔的AirPad可通過(guò)經(jīng)銷商MSS Defence購(gòu)買(mǎi),具有兩個(gè)網(wǎng)格層。其中一種旨在吸收沖擊力并減少背面變形,這是一個(gè)術(shù)語(yǔ),指的是頭盔內(nèi)表面受到彈道沖擊時(shí)發(fā)生的變形或壓痕。另一層是更大的網(wǎng)格,以實(shí)現(xiàn)氣流和舒適度。

“大多數(shù)頭盔襯墊都是由泡沫制成的,所以當(dāng)它被汗水浸濕時(shí),不僅沒(méi)有透氣性和額外的熱量,而且襯墊也失去了它的功能,”波什說(shuō)。

在公司的影響分析和認(rèn)證結(jié)果出來(lái)之前,頭盔襯墊系統(tǒng)預(yù)計(jì)將于四月開(kāi)始在歐洲上市。

Hard Head Veterans的頭盔襯墊系統(tǒng)已在美國(guó)上市一年多,但不用于出口,該系統(tǒng)還采用碳3D打印網(wǎng)格襯墊。該公司用于戰(zhàn)術(shù)和防彈頭盔以及市場(chǎng)上其他頭盔的Micro Lattice頭盔墊已被證明可以比標(biāo)準(zhǔn)頭盔減少高達(dá)66%的背面變形。該公司還發(fā)現(xiàn),與標(biāo)準(zhǔn)護(hù)墊相比,鈍器沖擊加速度降低了21.7%,這意味著護(hù)墊減緩了通過(guò)頭盔和襯墊傳遞到頭部的力的加速度。該公司的獨(dú)立測(cè)試在測(cè)試、檢驗(yàn)和認(rèn)證服務(wù)中心(NST)進(jìn)行。創(chuàng)新與發(fā)展總監(jiān)Kit Dumph告訴All3DP,新一代護(hù)墊正在開(kāi)發(fā)中,目的是減輕重量并提高舒適度。

波什正在等待他的產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果,該結(jié)果將于四月份公布。

Hard Head Veterans的彈道頭盔ATE Lite采用3D打印的微型網(wǎng)格墊(來(lái)源:Hard Head Veterans)

軍方對(duì)格子墊頭盔有何看法?

2021年,美國(guó)陸軍發(fā)展司令部士兵中心委托初創(chuàng)軟件公司General Lattice開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)建模工具集(本質(zhì)上是一個(gè)軟件),以根據(jù)真實(shí)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)和生成頭盔的晶格材料。該工具集建立在超過(guò)1000萬(wàn)個(gè)物理數(shù)據(jù)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,是一個(gè)可搜索的數(shù)據(jù)庫(kù),允許用戶根據(jù)機(jī)械性能查詢晶格材料。

General Lattice的聯(lián)合創(chuàng)始人Nick Florek表示:“提供工具使用戶能夠預(yù)先了解晶格結(jié)構(gòu)的影響潛力,從而降低采用風(fēng)險(xiǎn),并增強(qiáng)人們對(duì)3D打印能夠如廣告所宣傳的那樣的信心?!?/span>

陸軍仍保留其工具集,尚未宣布任何生產(chǎn)戰(zhàn)斗用格子襯墊的計(jì)劃。


編譯整理:ALL3DP

   
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