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新材料和制造方法为未来士兵提供了改进的头盔填充

时间：2022-04-03 16:25:04 来源：

SGT。 Johnny Bonilla，Gunner和Cannon Crewmember与The173RD Airborbe Brigade，在20世纪80年代佩戴了一场战斗头盔。陆军研究人员探索了3-D印刷和新材料，其目标甚至更加减少钝性撞击损伤的性能。

陆军研究人员和工业伙伴最近发表了一项研究，展示了它们如何开发新材料和制造方法，以创造更高的表演头盔填充，这减少了战斗和娱乐头盔的头部损伤的可能性。

来自美国军队战斗能力的团队发展指挥的军队研究实验室及其HRL实验室合作伙伴在3-D印刷中使用的进步，以创建新的头盔填充，包括高度调整的开放式电池晶格结构。

“对晶格设计的仔细控制赋予填充的新型压缩特性，以减少钝的泡沫填充相比钝的冲击事件期间减少峰值头部加速度，”实验室的项目铅博士说，托马斯博士说。“测试在与当前最佳性能的泡沫焊盘相比插入作战头盔时，测试展示了27％的能量衰减效率。”

添加剂制造使得能够创建柔性晶格架构进行影响保护。

Plaisted表示，保护衬垫设计的重要挑战是提供最高水平的冲击保护水平，同时最小化其占据头盔内部的重量和空间。填充必须舒适，允许士兵长期佩戴战斗头盔。

“典型的多冲击衰减材料包括膨胀的聚丙烯和乙烯基丁腈封闭 - 细胞泡沫，其通过压缩时通过内部毛孔塌陷吸收冲击能量。”“仔细调整该材料以产生阈值力，或加速，特定于头部的容差，从而减轻伤害。”

添加剂制造技术的最新进展使得具有架构晶格拓扑的细胞材料的制造。

“我们通过蜂窝架构设计，改善了对弹性格子中的崩溃过程的控制，这使得能够超过最先进的泡沫的冲击衰减性能，以便单一和多次击中场景，”Plaisted表示。“在标准头盔试验期间实现了通过最先进的乙烯基 - 丁腈泡沫头盔垫的改善，导致下部头部加速度。这种突破可以让伤害保护的头盔铺平盔甲。格子的开放式电池设计进一步辅助舒适性和透气性，以消散远离头部的热量。“

弹性晶格衬垫可以在大片上制造，该薄片符合头盔的曲率。

研究人员最近在CCDC士兵中心向他们的过渡伙伴介绍了新的填充材料和头盔悬架技术的性能，以减轻钝的冲击头损伤。该实验室正在将该技术转变为在未来的头盔系统中进一步评估和实施的中心。

“在这项工作中，CCDC SC启动了自己的研究努力，开发和评估添加剂制造的头盔垫，”解释说。“同时，我们在替代头盔悬架技术，速率激活的系数上提供了更新，在ARL中发明了，这已经证明了更大的性能来减少钝性冲击损伤。我们正在与中心合作，识别头盔行业合作伙伴，以整合新的速率激活的系绳技术。“

据陆军官员称，陆军的根本责任是用工具和资源装备，火车和野兵与工具和资源一起参与并摧毁敌人，同时提供世界级保护。作为一支军队现代化的优先权，士兵致命性缩小了能力差距，以提高士兵通过增加的致命，流动性，保护和态势意识，以促进快速收购增加的能力。

参考：“弹性微晶格冲击衰减器”，埃里克·克拉夫，托马斯·A·普拉斯特德，扎克·C·埃克尔，肯尼思·坎特，雅各布·洪德利和托比亚斯·A·舍德勒，2019年11月27日，物质。
10.1016 / j.matt.2019.10.004


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