頭盔是騎行者遇到危險時的最后一道防線。當事故發生時，頭盔可吸收大部分撞擊力，起到緩沖、減震的保護作用，可使受傷者的比例大福下降。在各類運動中，頭盔的個性化定制十分關鍵。按傳統制造方式實現定制非常困難，而3D打印無需模具、直接生產的特性，特別適合頭盔的柔性生產。對于彈性體來說，3D打印的晶格結構設計有助于實現頭盔的個性化，提升頭盔的功能性、舒適性和保護水平。近年來，3D打印開始進軍體育業，比如3D打印的護目鏡、攀巖鞋、槍托、頭盔等等多元化應用。其中，頭盔是3D打印比較多的裝備之一。今天跟大家分享彈性體在3D打印頭盔中的應用，感受彈性體應用的顛覆改變吧！雪車是冬奧會速度最快且觀賞性極高的項目之一，勝負常在毫秒之間，因此對硬件要求十分嚴格。由東莞理工學院教育學院副教授李楠領銜的雪車頭盔研發團隊參與研發的雪車頭盔已經應用于國家隊冬奧項目訓練中。該團隊運用3D逆向建模、點陣結構3D打印技術，通過采集運動員的數據，進行一對一個性化定制雪車頭盔，以達到能貼合每一位運動員實際需求的效果，頭盔具有個性化、減重、安全性等特點。頭盔內部材料緩沖層采用TPU材料。TPU具有優良的承載能力、抗沖擊和減震性能，即使在-35℃時仍保持良好的彈性和柔韌性等物理性能。它優于傳統的EPS發泡材料，其抗沖擊性能提升40%左右，可抵御頭盔在遇到碰撞時的各種沖擊力，更好地保護運動員的頭部。WaveCel是一種可折疊的多孔材料、蜂窩結構。它通過對材料結構進行三步更改來起作用，以幫助在撞擊力到達頭部之前吸收其撞擊力。WaveCel的作用就像是一個壓皺區，有助于在撞擊力到達頭部之前吸收其撞擊力。為了保護您的頭部并吸收傾斜沖擊產生的能量。傳統上，安全產品需要昂貴的多個泡沫部件的組裝，以在單個產品內產生不同的功能性能區域。利用3D打印結構化設計，設計人員現在可以由同一材料生產的單個整體部件，其設計可提供多個功能性能區域。這種方法使產品具有更高的安全性能，并消除了多個泡沫界面，使得彈性體材料成功取代泡沫。此外，設計師可以針對運動設備（如頭盔和護墊）中的高沖擊應用，根據個人運動員生理數據定制網格。Riddell通過高速彈性體材料，采用網格結構形式3D打印制作橄欖球頭盔襯墊。整個頭盔利用物理模擬和優化技術來調整結構，管理線性和旋轉沖擊能量。每個頭盔由超過140,000個單獨的支柱組成，精心編排成圖案，以減輕沖擊力，同時提供出色的舒適性和貼合性。CCM Hockey 是一家領先冰球裝備行業的百年企業，他們利用3D打印技術生產出革命性的曲棍球頭盔。這款新一代的頭盔經過定制，可適配運動員的頭部尺寸，并采用獨特的晶格設計，對能量吸收和耗散進行精細控制，從而更好地保護運動員。頭盔內襯采用晶格結構，通過使內部阻尼支柱與曲棍球運動員在比賽中所經歷的撞擊方向相對來促進能量的吸收和散發。通過對130,000個獨立的支撐架的特別調整，從而對整個頭盔的每個點都可以進行了設計。可以通過精確調整每個撐桿的厚度來增加或減少晶格結構的硬度，從而使晶格護墊可以吸收和分散來自各種方向的沖擊能量。定制頭盔將在2021賽季之前提供給所有NHL球員。在2020 NHL賽季中，三名職業球員參加了比賽，來自哥倫布藍夾克隊的塞斯·瓊斯在哥倫布的首輪季后賽對坦帕灣的比賽中戴了頭盔，加時賽進行了5輪。這位25歲的球員在冰上比賽了65分鐘06秒，打破了單場比賽時間的NHL季后賽紀錄。防護服專家HEXR在德國粉末床3D打印制造商EOS的幫助下，推出了一個新的頭部掃描軟件，用戶可以定制3D打印自行車頭盔。掃描數據通過應用上傳，然后在工業級EOS系統上使用植物性聚酰胺打印出與頭型相匹配的頭盔內襯3D模型。打印完成后，內襯染成黑色，最后，將頭盔的各個部件組裝起來，包括3D打印的內部結構、外殼和下巴帶。還可以選擇在產品上增加一點額外的裝飾，包括個人雕刻和各種外殼顏色。由數字化技術與3D打印智能制造技術打造而成的3D打印頭盔能夠覆蓋傳統頭盔難以觸及的防護盲點。該系統由多層且軟硬不一的緩沖帶構成，不同碰撞頻率的區域配備著不同密度的結構分布，能夠精準地管理因頭部碰撞而產生的各種沖擊力。在佩戴舒適度方面，戴上3D打印頭盔也同樣優秀。防護系統特殊的晶格結構能夠帶來極高的熱量流通效率，使頭盔內部始終保持在一個令人感到舒適的溫度。根據真實數據設計和生成晶格材料，3D打印頭盔晶格用于改進美國陸軍作戰頭盔的沖擊吸收技術。傳統泡沫材料的功能幾乎已經達到了可開發的盡頭，晶格材料成為了普遍公認的替代性、創新性材料。隨著3D打印晶格結構技術和材料的不斷改進，這類結構對于吸收沖擊能量的優勢愈發明顯，并逐漸被制造商認可并廣泛應用，尤其是用于改善健康和安全。隨著時代的發展，定制頭盔成為了可能，利用3d打印技術可以根據設計的頭盔模型，利用高性能的彈性體材料打印出來，實現產品和行業的全面革新。原文始發于微信公眾號（艾邦彈性體網）：3D打印彈性體在頭盔中的應用
