Cydrannau Helmed Bulletproof parod

Egwyddor Ffurfio Ffabrig UD: Ar ôl alinio ffibrau'n unffurf i un cyfeiriad a'u cyfuno â resin, yna cânt eu lamineiddio'n orthogonol a'u cywasgu. Gall y dull ffurfio hwn osgoi colli cryfder a achosir gan wehyddu ffibr yn ystod y broses weithgynhyrchu. Gan nad oes unrhyw blygu na chydblethu edafedd mewn ffabrigau UD, gellir defnyddio nodweddion ffibrau perfformiad uchel yn well, ac ni fydd y ffibrau'n llithro oherwydd gosodiad resin. Gall y tonnau effaith sy'n gweithredu arnynt hefyd gael eu trawsyrru a'u hamsugno'n gyflym.

Ar hyn o bryd, y ffibrau a ddefnyddir fwyaf ar gyfer atgyfnerthu ffabrigau UD ar y farchnad yw ffibrau UHMWPE a ffibrau aramid. Mae'r offer mowldio ar gyfer ffabrigau UD yn bennaf yn cynnwys peiriannau cyfansawdd uncyfeiriad a pheiriannau ffabrig uncyfeiriad math rholio. Mae angen i'r resin a ddefnyddir ar gyfer paratoi ffabrigau UD fodloni'r gofynion canlynol: impregnation da; dylai'r resin ar ôl mowldio fod â chaledwch penodol, nid yw'n hawdd ei dorri na'i grebachu; a dylai fodloni gofynion amddiffyn balistig. Mae resinau cyffredin sy'n bodloni'r gofynion hyn yn bennaf yn cynnwys polywrethan, rwber, a resinau polyester annirlawn. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, gyda datblygiad parhaus polywrethan seiliedig ar ddŵr, mae ei gyfran o ddefnydd mewn ffabrigau UD wedi bod yn cynyddu o flwyddyn i flwyddyn.

Oherwydd perfformiad adlyniad da ffibrau UHMWPE â resinau thermoplastig, yn enwedig polywrethan seiliedig ar ddŵr, ffibrau UHMWPE yw'r prif ddeunydd crai ar gyfer cynhyrchu ffabrigau UD. Mewn cymhariaeth, mae gan ffibrau aramid gydnawsedd gwael â polywrethan pur sy'n seiliedig ar ddŵr, felly nid yw perfformiad eu cynnyrch cystal â ffabrigau UD wedi'u gwneud o ffibrau UHMWPE, ac mae angen addasiadau i polywrethan dŵr i wella ei effaith adlyniad ar ffibrau aramid.

Mae ffabrigau dau ddimensiwn yn cael eu gwehyddu o ddwy set o edafedd yn berpendicwlar i'w gilydd yn ôl patrwm penodol. Mae ffibrau perfformiad uchel fel arfer yn cael eu gwehyddu i ffabrigau gwehyddu plaen oherwydd bod strwythur cytbwys a sefydlog gwehyddu plaen yn caniatáu gwell gwasgariad straen. Fodd bynnag, yn ystod gwehyddu, mae edafedd ystof yn cael ei niweidio'n sylweddol, gan effeithio ar berfformiad edafedd, ac yn y pen draw yn lleihau perfformiad amddiffynnol y deunydd cyfansawdd terfynol. Yn ogystal, oherwydd bod llawer o groestoriadau yn y strwythur hwn, gall adlewyrchiadau lluosog o donnau straen arwain at straen gormodol a thorri ffibr. Gall cydrannau ffabrig dau ddimensiwn hefyd ddefnyddio gwehyddu twill, sydd, o'i gymharu â gwehyddu plaen, â llai o groestoriadau, gan hwyluso lluosogi straen.

Ar hyn o bryd, ym maes deunyddiau cyfansawdd wedi'u hatgyfnerthu â ffibr, ffabrigau dau-ddimensiwn yw'r rhai a ddefnyddir fwyaf o hyd oherwydd bod y broses wehyddu ar gyfer y strwythur hwn yn syml, ac mae ymchwil ar briodweddau deunyddiau cyfansawdd a baratowyd o ffabrigau o'r fath yn aeddfed. Fodd bynnag, wrth ddefnyddio ffabrigau dau ddimensiwn i gynhyrchu helmedau bwled, mae'r nodweddion strwythurol yn arwain at ffabrig wedi'i wehyddu'n dynn, gan ei gwneud hi'n anodd i'r edafedd lithro wrth osod ar fowldiau crwm, gan achosi crychau a'u hatal rhag glynu'n dda at y mowldiau crwm. Mae hyn yn gofyn am dorri, a all beryglu priodweddau mecanyddol y ffabrig ar flaen y gad, a thrwy hynny effeithio ar berfformiad amddiffynnol y cynnyrch.

Ar hyn o bryd, yn y broses gynhyrchu o helmedau bulletproof, oherwydd strwythur crwm cymhleth yr helmedau, mae ffatrïoedd fel arfer yn defnyddio dull o dorri, splicing, lamineiddio, ac yna mowldio ffabrigau UD neu ffabrigau dau ddimensiwn. Mae'r dull hwn yn achosi problemau megis gwastraffu deunydd difrifol, effeithlonrwydd gweithgynhyrchu isel, costau uchel, perfformiad mecanyddol gwael ac amddiffyniad balistig annigonol yn y cymalau, gan greu peryglon diogelwch.

Gall ffabrigau tri dimensiwn fynd i'r afael â'r materion hyn yn effeithiol. Yn y broses fowldio grwm gymhleth, gallant gyflawni dim torri, dim splicing, a dim crychau, a thrwy hynny sicrhau parhad a chywirdeb deunyddiau cyfansawdd. Mae Banduar et al. paratoi arfwisg gwehyddu dau ddimensiwn ac arfwisg atgyfnerthu tri dimensiwn a chynnal profion balistig a dadansoddiad efelychiad rhifiadol arnynt.

Dangosodd y canlyniadau fod cyflymder terfyn balistig V50 yr arfwisg atgyfnerthu tri dimensiwn yn fwy na'r arfwisg gwehyddu dau ddimensiwn. Y rheswm am hyn yw bod yr edafedd bwndelu (edafedd Z-twist) yn y strwythur atgyfnerthu tri dimensiwn yn gwella perfformiad gwrth-delamiad deunyddiau cyfansawdd balistig, a thrwy hynny wella perfformiad amddiffyn balistig.

Yn ogystal, mae trwch ffabrigau tri dimensiwn yn fwy na thrwch ffabrigau dau ddimensiwn, gan arwain at gyfraddau treiddiad bwledi is ac felly gwell perfformiad gwrth-bwledi. Fodd bynnag, oherwydd yr anhawster wrth wehyddu ffabrigau tri dimensiwn, costau cynhyrchu uchel, a'r ffaith bod y perfformiad balistig yn dal i fod yn y cam ymchwil archwiliadol, ni chawsant eu defnyddio'n eang ar hyn o bryd. Serch hynny, mae gan ffabrigau gyda'r math hwn o strwythur sefydliadol botensial cymhwysiad gwych.