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武装创新:利用3D打印强化战术头盔

魔猴君  科技前沿   32天前

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当企业家Tim Pausch第一次看到3D打印机和材料制造商Carbon的创新型3D打印头盔衬垫系统用于美国运动头盔时,他萌生了将其应用于战斗头盔的想法。

“我们开始开发它,花了大约一年的时间来完善,因为弹道和炸弹爆炸创伤与运动冲击完全不同,”Send Nods Nightvision的创始人Pausch说,Send Nods Nightvision是一家德国公司,专门利用3D技术研发国防工业产品印刷。“因此,我们的网格结构填充物需要承受和消散其他类型的力。”

Vicis和Riddell品牌的NFL最高冲击等级橄榄球头盔以及CCM的曲棍球头盔的内部均采用碳3D打印网格垫。这些公司采用了碳技术并设计了自己的晶格结构,以减轻特定运动的影响,并在某些情况下减轻个别运动员的头部形状。

由碳3D打印的Hard Head Veterans的微型网格头盔垫(来源:Hard Head Veterans)

事实上,任何公司都可以在Carbon软件中开发晶格结构,并在Carbon 3D打印机上使用专有材料进行3D打印。波什说,他开发了自己的格子结构设计,将舒适性和安全性结合起来。这些垫子称为AirPad系统,采用Velcro背衬,可轻松插入市场上的任何头盔中,以取代标准泡沫垫。这些垫子是在德国的第三方3D打印服务处打印的。

AirPad系统由九个单独的格子垫组成,用于替代标准泡沫垫。最初推出的设计是较重的防弹头盔的最佳选择,这些头盔装有听力保护、夜视、配重和位置灯等附加组件,以装备战场上的士兵。据Carbon介绍,标准泡沫会在部件重量的作用下发生塌陷反应,不再提供阻尼性能。

Send-Nods在生产用于战术头盔的Send Impact AirPad系统时使用Carbon的3D打印网格垫(来源:Send-Nods Nightvision

舒适,但实用吗?

Send Gear Group头盔的AirPad可通过经销商MSS Defence购买,具有两个网格层。其中一种旨在吸收冲击力并减少背面变形,这是一个术语,指的是头盔内表面受到弹道冲击时发生的变形或压痕。另一层是更大的网格,以实现气流和舒适度。

“大多数头盔衬垫都是由泡沫制成的,所以当它被汗水浸湿时,不仅没有透气性和额外的热量,而且衬垫也失去了它的功能,”波什说。

在公司的影响分析和认证结果出来之前,头盔衬垫系统预计将于四月开始在欧洲上市。

Hard Head Veterans的头盔衬垫系统已在美国上市一年多,但不用于出口,该系统还采用碳3D打印网格衬垫。该公司用于战术和防弹头盔以及市场上其他头盔的Micro Lattice头盔垫已被证明可以比标准头盔减少高达66%的背面变形。该公司还发现,与标准护垫相比,钝器冲击加速度降低了21.7%,这意味着护垫减缓了通过头盔和衬垫传递到头部的力的加速度。该公司的独立测试在测试、检验和认证服务中心(NST)进行。创新与发展总监Kit Dumph告诉All3DP,新一代护垫正在开发中,目的是减轻重量并提高舒适度。

波什正在等待他的产品测试结果,该结果将于四月份公布。

Hard Head Veterans的弹道头盔ATE Lite采用3D打印的微型网格垫(来源:Hard Head Veterans)

军方对格子垫头盔有何看法?

2021年,美国陆军发展司令部士兵中心委托初创软件公司General Lattice开发预测建模工具集(本质上是一个软件),以根据真实数据设计和生成头盔的晶格材料。该工具集建立在超过1000万个物理数据点的基础上,是一个可搜索的数据库,允许用户根据机械性能查询晶格材料。

General Lattice的联合创始人Nick Florek表示:“提供工具使用户能够预先了解晶格结构的影响潜力,从而降低采用风险,并增强人们对3D打印能够如广告所宣传的那样的信心。”

陆军仍保留其工具集,尚未宣布任何生产战斗用格子衬垫的计划。


编译整理:ALL3DP

   

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