用增材制造方法制造的头盔样本内吸收能量结构的实验研究 - - 预先研究
Wojciech Toboła1, Mateusz Papis1, Dominik Jastrzębski1
1Institute of Aeronautics and Applied Mechanics, Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland.
Acta of bioengineering and biomechanics
|February 5, 2024
概括
自行车头盔的新能源吸收结构在减少头部伤害方面显示出希望. 用聚乳酸 (PLA) 制成的球形设计,通过添加剂制造,与传统扩展聚烯 (EPS) 泡一样或更好地进行.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 自行车头盔对于在碰撞时减轻头部伤害至关重要.
- 传统扩展聚乙烯 (EPS) 泡是标准的能吸收材料.
- 正在探索新的材料和结构,以提高头盔的安全性.
研究的目的:
- 开发和评估用于自行车头盔的新能源吸收结构.
- 为了比较添加剂制造结构与EPS泡的性能.
- 研究几何设计对能量吸收能力的影响.
主要方法:
- 三种几何结构 (球形,蜂形,形) 用聚乳酸 (PLA) 添加制造.
- 样品经过碰撞测试,使用气动子和三轴加速度计.
- 通过测量子的最大加速度和停止距离来分析能量吸收.
主要成果:
- 添加剂制造的PLA结构显示能量吸收能力与EPS泡相比或更高.
- 能量吸收材料的几何配置对其有效性产生了重大影响.
- 球形结构表现出最有前途的能量吸收特性.
结论:
- 增材制造,特别是沉积建模 (FDM),为制造先进的自行车头盔组件提供了潜力.
- 几何设计是优化对冲击保护的能量吸收的关键因素.
- 球形PLA结构代表了开发下一代自行车头盔的有希望的途径,以尽量减少头部受伤.
