Il casco da motoslitta presentato alle Olimpiadi invernali è stato sviluppato in modo indipendente dal team del Dongguan Institute of Technology. Non è solo più sicuro e leggero, ma anche personalizzato.
Le motoslitte sono uno degli eventi più veloci e divertenti delle Olimpiadi invernali. Il risultato è spesso entro millisecondi, quindi i requisiti hardware sono molto severi. Il team di ricerca e sviluppo del casco da motoslitta guidato da Li Nan, professore associato presso la School of Education (Normal College) della Dongguan University of Technology, ha partecipato alla ricerca e allo sviluppo del casco da motoslitta, che è stato utilizzato nell'allenamento delle Olimpiadi invernali della squadra nazionale. Il team utilizza la modellazione inversa 3D e la tecnologia di stampa 3D della struttura reticolare e raccoglie i dati degli atleti per personalizzare i caschi da motoslitta one-to-one per soddisfare le reali esigenze di ogni atleta. Questo casco attentamente "intelligente" ha le caratteristiche di personalizzazione, riduzione del peso, sicurezza e così via.
Scelta dei materiali e delle strutture
Secondo i requisiti pertinenti, il casco richiede che tutti gli accessori e i materiali siano di proprietà della Cina.
Nell'uso dei materiali, lo strato esterno di questo casco da motoslitta sviluppato autonomamente è realizzato in materiale in fibra di carbonio China Aerospace T800 con elevata resistenza ed eccellenti prestazioni anticollisione. La fibra di carbonio T800 è un nuovo tipo di fibra ad alta resistenza e ad alto modulo con un contenuto di carbonio superiore al 95%. Poiché il materiale è stato carbonizzato e grafitizzato, ha i vantaggi di bassa densità e alta resistenza. Secondo le informazioni pertinenti, la densità del materiale in fibra di carbonio è inferiore a quella dell'alluminio, ma la resistenza è maggiore di quella dell'acciaio.
Lo strato tampone materiale interno del casco adotta una struttura reticolare di stampa 3D. La microstruttura del materiale gioca un ruolo enorme nella sua capacità di assorbire gli urti. È stato riferito che il team di ricerca ha subito decine di migliaia di calcoli dalla selezione del reticolo alla corrispondenza della calotta del casco e delle proprietà del materiale, e infine ha determinato la struttura e il materiale del reticolo ottimali. Utilizzando la stampa 3D (tecnologia SLS) e materiali in polvere TPU, viene progettata e sviluppata la struttura reticolare dello strato tampone del casco per motoslitte, che è superiore al tradizionale materiale espanso EPS, e la sua resistenza agli urti è migliorata di circa il 40%, che può resistere al casco quando incontra una collisione. varie forze d'impatto e proteggere meglio la testa dell'atleta.
Resta inteso che il casco realizzato in fibra di carbonio e struttura reticolare in TPU pesa solo circa 1,1 kg, ovvero 500 grammi in meno rispetto al casco utilizzato dalla squadra nazionale in precedenza, riducendo efficacemente il peso degli atleti. Allo stato attuale, questo casco da motoslitta ha superato la certificazione GB ed ECE soddisfa i requisiti del casco da competizione FIS ed è stato consegnato alla squadra nazionale di neve.
Strutture tampone reticolare di stampa 3D utilizzando TPU
La struttura reticolare si riferisce generalmente a un traliccio spaziale composto da aste, piastre e altri microelementi che sono ripetutamente disposti secondo determinate regole. Ha le caratteristiche di bassa densità apparente, ampia superficie specifica e elevate proprietà meccaniche specifiche. La struttura a sandwich con esso come materiale del nucleo produce un'enorme deformazione plastica dovuta all'instabilità dinamica della struttura sotto il carico di impatto e la converte in energia termica, che può assorbire la maggior parte dell'energia d'impatto, quindi ha un eccellente assorbimento di energia tampone e resistenza all'impatto. , in modo da svolgere una funzione protettiva.
La stampa 3D ha un vantaggio naturale nella fabbricazione di strutture reticolari, che possono ottenere quasi tutte le precisioni del vuoto, la frazione del vuoto, la forma del vuoto, la dimensione del vuoto, la distribuzione dei pori e l'interconnettività. Sulla base di questo, la struttura reticolare stampata in 3D può realizzare attrezzature sportive protettive, che portano nuovo impulso alla trasformazione e all'aggiornamento di caschi, armature e altri dispositivi di protezione.
Inoltre, il materiale di fabbricazione determina le proprietà e le applicazioni del reticolo. Il TPU ha un'eccellente capacità portante, resistenza agli urti e prestazioni di assorbimento degli urti e mantiene buone proprietà fisiche come elasticità e flessibilità anche a -35 °C. È ampiamente usato in medicina e salute, apparecchi elettronici, industria, sport e altri campi. Allo stesso tempo, il TPU è anche il principale materiale elastomero adatto alla stampa 3D.
Sulla base dei fattori di cui sopra, il team del casco per motoslitte ha scelto TPU come materiale per la struttura reticolare.
Le "Olimpiadi invernali della scienza e della tecnologia" sono un punto culminante delle Olimpiadi invernali di Pechino. Sotto la guida del concetto di "Olimpiadi della scienza e della tecnologia", innumerevoli lavoratori scientifici e tecnologici hanno iniziato la "Corsa olimpica a lunga distanza di scienza e tecnologia". Un palcoscenico per l'autosufficienza e l'autosufficienza dalla tecnologia orizzontale. Come nuova tecnologia che si è sviluppata rapidamente negli ultimi anni, la stampa 3D ha anche svolto un ruolo importante nei preparativi per le Olimpiadi invernali.