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   276天前

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。

“我們開始開發(fā)它，花了大約一年的時(shí)間來完善，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，Send Nods Nightvision是一家德國公司，專門利用3D技術(shù)研發(fā)國防工業(yè)產(chǎn)品印刷。“因此，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?！?/span>

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(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（來源：Hard Head Veterans）

事實(shí)上，任何公司都可以在Carbon軟件中開發(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，他開發(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。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(biāo)準(zhǔn)泡沫墊。這些墊子是在德國的第三方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，這些頭盔裝有聽力保護(hù)、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(biāo)準(zhǔn)泡沫會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（來源：Send-Nods Nightvision）

舒適，但實(shí)用嗎？

Send Gear Group頭盔的AirPad可通過經(jīng)銷商MSS Defence購買，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，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(rèn)證結(jié)果出來之前，頭盔襯墊系統(tǒng)預(yù)計(jì)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(shù)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(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)墊減緩了通過頭盔和襯墊傳遞到頭部的力的加速度。該公司的獨(dú)立測試在測試、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(yù)測建模工具集（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1000萬個(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，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