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武裝創(chuàng)新:利用3D打印強化戰(zhàn)術頭盔

魔猴君  科技前沿   211天前

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當企業(yè)家Tim Pausch第一次看到3D打印機和材料制造商Carbon的創(chuàng)新型3D打印頭盔襯墊系統(tǒng)用于美國運動頭盔時,他萌生了將其應用于戰(zhàn)斗頭盔的想法。

“我們開始開發(fā)它,花了大約一年的時間來完善,因為彈道和炸彈爆炸創(chuàng)傷與運動沖擊完全不同,”Send Nods Nightvision的創(chuàng)始人Pausch說,Send Nods Nightvision是一家德國公司,專門利用3D技術研發(fā)國防工業(yè)產品印刷?!耙虼耍覀兊木W(wǎng)格結構填充物需要承受和消散其他類型的力。”

Vicis和Riddell品牌的NFL最高沖擊等級橄欖球頭盔以及CCM的曲棍球頭盔的內部均采用碳3D打印網(wǎng)格墊。這些公司采用了碳技術并設計了自己的晶格結構,以減輕特定運動的影響,并在某些情況下減輕個別運動員的頭部形狀。

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

事實上,任何公司都可以在Carbon軟件中開發(fā)晶格結構,并在Carbon 3D打印機上使用專有材料進行3D打印。波什說,他開發(fā)了自己的格子結構設計,將舒適性和安全性結合起來。這些墊子稱為AirPad系統(tǒng),采用Velcro背襯,可輕松插入市場上的任何頭盔中,以取代標準泡沫墊。這些墊子是在德國的第三方3D打印服務處打印的。

AirPad系統(tǒng)由九個單獨的格子墊組成,用于替代標準泡沫墊。最初推出的設計是較重的防彈頭盔的最佳選擇,這些頭盔裝有聽力保護、夜視、配重和位置燈等附加組件,以裝備戰(zhàn)場上的士兵。據(jù)Carbon介紹,標準泡沫會在部件重量的作用下發(fā)生塌陷反應,不再提供阻尼性能。

Send-Nods在生產用于戰(zhàn)術頭盔的Send Impact AirPad系統(tǒng)時使用Carbon的3D打印網(wǎng)格墊(來源:Send-Nods Nightvision

舒適,但實用嗎?

Send Gear Group頭盔的AirPad可通過經銷商MSS Defence購買,具有兩個網(wǎng)格層。其中一種旨在吸收沖擊力并減少背面變形,這是一個術語,指的是頭盔內表面受到彈道沖擊時發(fā)生的變形或壓痕。另一層是更大的網(wǎng)格,以實現(xiàn)氣流和舒適度。

“大多數(shù)頭盔襯墊都是由泡沫制成的,所以當它被汗水浸濕時,不僅沒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。

在公司的影響分析和認證結果出來之前,頭盔襯墊系統(tǒng)預計將于四月開始在歐洲上市。

Hard Head Veterans的頭盔襯墊系統(tǒng)已在美國上市一年多,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)術和防彈頭盔以及市場上其他頭盔的Micro Lattice頭盔墊已被證明可以比標準頭盔減少高達66%的背面變形。該公司還發(fā)現(xiàn),與標準護墊相比,鈍器沖擊加速度降低了21.7%,這意味著護墊減緩了通過頭盔和襯墊傳遞到頭部的力的加速度。該公司的獨立測試在測試、檢驗和認證服務中心(NST)進行。創(chuàng)新與發(fā)展總監(jiān)Kit Dumph告訴All3DP,新一代護墊正在開發(fā)中,目的是減輕重量并提高舒適度。

波什正在等待他的產品測試結果,該結果將于四月份公布。

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

軍方對格子墊頭盔有何看法?

2021年,美國陸軍發(fā)展司令部士兵中心委托初創(chuàng)軟件公司General Lattice開發(fā)預測建模工具集(本質上是一個軟件),以根據(jù)真實數(shù)據(jù)設計和生成頭盔的晶格材料。該工具集建立在超過1000萬個物理數(shù)據(jù)點的基礎上,是一個可搜索的數(shù)據(jù)庫,允許用戶根據(jù)機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先了解晶格結構的影響潛力,從而降低采用風險,并增強人們對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,尚未宣布任何生產戰(zhàn)斗用格子襯墊的計劃。


編譯整理:ALL3DP

   
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