运动服装应用3D打印格子结构的冲击吸收行为

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 机械工程 机械工程
• 运动工程 运动工程

背景情况:

• 格子结构提供轻量级设计,具有高能量吸收.
• 当前的体育防护设备通常依赖于传统的泡或刚性材料.
• 增材制造能够为定制应用提供复杂的网格设计.

研究的目的:

• 评估3D打印格子结构用于体育防护设备的潜力.
• 为了比较米十二面体 (RD) 和回入式 (RE) 格子结构的机械和冲击吸收性能.
• 为了确定接触运动防护装备中最有前途的格子设计.

主要方法:

• 使用弹性树脂的RD和RE格子结构的增材制造.
• 压力强度,能量吸收和性性能测试.
• 与传统的泡和刚性聚乙烯 (PU) 材料进行比较.
• 在各种条件下进行影响减轻分析.

主要成果:

• 再进入式 (RE) 结构显示出更高的刚性和曲刚性,但比RD结构更低的单轴强度.
• 3D打印的格子表现出极好的曲性,其刚度与泡相当.
• 实现了比泡43%和比PU2.3%的最佳冲击吸收改善.
• 具有5毫米细胞大小的RD网格表现出优越的整体性能.

结论:

• 3D打印的RD格子结构显示出对开发先进体育防护设备的重大前景.
• RD格子提供弹性,强度和抗冲击的平衡,以提高运动员的安全性.
• 这些发现支持开发更舒适,更具保护性的胸部设备,用于接触式运动.