Le casque de motoneige dévoilé aux Jeux olympiques d’hiver a été développé indépendamment par l’équipe de l’Institut de technologie de Dongguan. Il est non seulement plus sûr et plus léger, mais aussi personnalisé.
Les motoneiges sont l’un des événements les plus rapides et les plus divertissants des Jeux olympiques d’hiver. Le résultat est souvent en quelques millisecondes, de sorte que les exigences matérielles sont très strictes. L’équipe de recherche et de développement de casques de motoneige dirigée par Li Nan, professeur agrégé à l’École d’éducation (Normal College) de l’Université de technologie de Dongguan, a participé à la recherche et au développement du casque de motoneige, qui a été utilisé dans l’entraînement des Jeux olympiques d’hiver de l’équipe nationale. L’équipe utilise la modélisation inversée 3D et la technologie d’impression 3D de structure en treillis et recueille les données des athlètes pour personnaliser les casques de motoneige individuels afin de répondre aux besoins réels de chaque athlète. Ce casque soigneusement « intelligent » possède les caractéristiques de personnalisation, de réduction de poids, de sécurité, etc.
Choix des matériaux et des structures
Selon les exigences pertinentes, le casque exige que tous les accessoires et matériaux soient propres à la Chine.
Dans l’utilisation de matériaux, la couche extérieure de ce casque de motoneige auto-développé est faite de matériau en fibre de carbone China Aerospace T800 avec une résistance élevée et d’excellentes performances anti-collision. La fibre de carbone T800 est un nouveau type de fibre à haute résistance et à haut module avec une teneur en carbone de plus de 95%. Parce que le matériau a été carbonisé et graphitisé, il présente les avantages d’une faible densité et d’une résistance élevée. Selon les informations pertinentes, la densité du matériau en fibre de carbone est inférieure à celle de l’aluminium, mais la résistance est supérieure à celle de l’acier.
La couche tampon intérieure du casque adopte une structure en treillis d’impression 3D. La microstructure du matériau joue un rôle énorme dans sa capacité à absorber les chocs. Il est rapporté que l’équipe de recherche a subi des dizaines de milliers de calculs depuis la sélection du réseau jusqu’à l’appariement de la coque du casque et des propriétés du matériau, et a finalement déterminé la structure et le matériau optimaux du réseau. En utilisant l’impression 3D (technologie SLS) et des matériaux en poudre TPU, la structure en treillis de la couche tampon du casque de motoneige est conçue et développée, ce qui est supérieur au matériau en mousse EPS traditionnel, et sa résistance aux chocs est améliorée d’environ 40%, ce qui peut résister au casque lorsqu’il rencontre une collision. diverses forces d’impact et mieux protéger la tête de l’athlète.
Il est entendu que le casque en fibre de carbone et structure en treillis TPU ne pèse qu’environ 1,1 kg, soit 500 grammes de moins que le casque utilisé par l’équipe nationale auparavant, réduisant ainsi efficacement le poids des athlètes. À l’heure actuelle, ce casque de motoneige a passé la certification GB et ECE répond aux exigences du casque de compétition FIS et a été livré à l’équipe nationale de neige.
Impression 3D de structures tampons en treillis à l’aide de TPU
La structure en treillis fait généralement référence à une poutre d’espace composée de tiges, de plaques et d’autres micro-éléments disposés à plusieurs reprises selon certaines règles. Il présente les caractéristiques d’une faible densité apparente, d’une grande surface spécifique et de propriétés mécaniques spécifiques élevées. La structure sandwich avec elle comme matériau de base produit une énorme déformation plastique en raison de l’instabilité dynamique de la structure sous la charge d’impact et la convertit en énergie thermique, qui peut absorber la majeure partie de l’énergie d’impact, de sorte qu’elle a une excellente absorption d’énergie tampon et une résistance aux chocs. , de manière à jouer un rôle de protection.
L’impression 3D présente un avantage naturel dans la fabrication de structures en treillis, qui peuvent atteindre presque n’importe quelle précision de vide, fraction de vide, forme de vide, taille de vide, distribution des pores et interconnectivité. Sur cette base, la structure en treillis imprimée en 3D peut constituer un équipement sportif de protection, ce qui donne un nouvel élan à la transformation et à la mise à niveau des casques, des armures et d’autres équipements de protection.
En outre, le matériau de fabrication détermine les propriétés et les applications du réseau. Le TPU a une excellente capacité portante, une résistance aux chocs et des performances d’absorption des chocs, et conserve de bonnes propriétés physiques telles que l’élasticité et la flexibilité même à -35 ° C. Il est largement utilisé dans la médecine et la santé, les appareils électroniques, l’industrie, le sport et d’autres domaines. Dans le même temps, le TPU est également le principal matériau élastomère adapté à l’impression 3D.
Sur la base des facteurs ci-dessus, l’équipe de casques de motoneige a choisi le TPU comme matériau de structure en treillis.
Les « Jeux olympiques d’hiver de la science et de la technologie » sont un point culminant des Jeux olympiques d’hiver de Beijing. Sous la direction du concept des « Jeux olympiques de la science et de la technologie », d’innombrables travailleurs scientifiques et technologiques ont lancé la « course de longue distance de la science et de la technologie olympiques ». Une étape pour l’autonomie et l’autonomie de la technologie horizontale. En tant que nouvelle technologie qui s’est développée rapidement ces dernières années, l’impression 3D a également joué un rôle majeur dans la préparation des Jeux olympiques d’hiver.