عملية تصنيع الخوذات المضادة للرصاص

أولاً: اختيار المواد الخام: وضع أساس متين للسلامة

تبدأ الأداء الوقائي للخوذة المضادة للرصاص من اختيار المواد الخام في المصدر، حيث تخضع كل نوع من المواد الخام لفرز دقيق متعدد الأبعاد. تتكون الطبقة الواقية الأساسية من ألياف البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي جدًا (UHMWPE) أو ألياف الأراميد — وهي مواد تجمع بين القوة العالية والوزن الخفيف. ويمكن أن تصل مقاومتها الشدّية إلى 15 ضعفًا مقارنة بالصلب العادي، في حين أن كثافتها لا تتجاوز 1/8 كثافة الصلب، مما يقلل من وزن الخوذة إلى الحد الأدنى مع منع تأثير المقذوفات.

تُختار المواد المساعدة بعناية: فبطانة التوسيد مصنوعة من رغوة مفتوحة الخلايا عالية الكثافة، والتي توفر امتصاصًا للطاقة مع إمكانية تهوية جيدة؛ كما يستخدم الطلاء الخارجي للغلاف مادة البولي يوريثان المقاومة للتآكل والبلى، والتي اجتازت اختبارات الشيخوخة بالأشعة فوق البنفسجية لضمان عدم تقشّرها أثناء الاستخدام الطويل الأمد. وقد تم اعتماد جميع المواد الخام من قبل مؤسسات فحص طرف ثالث، وتفي مؤشرات أدائها الفيزيائي بالمعيار الوطني GB 2811-2019 ومتطلبات الحماية الدولية NIJ مستوى IIIA.

العملية التصنيعية الأساسية: التحوّل من الليف إلى الدروع

1. معالجة الألياف الأولية ونسجها

أولاً، تمر ألياف المواد الخام بمعالجة منخفضة الحرارة لإزالة الرطوبة والتشكيل، وذلك لإزالة الرطوبة وتحسين انتظام الألياف ومنع تركيز الإجهاد في المراحل اللاحقة من المعالجة. ثم تدخل إلى معدات نسج ثلاثية الأبعاد يتم التحكم بها بواسطة الحاسوب، حيث يتم اعتماد عملية نسج خماسية المحاور — فتائل السدى، واللّحمة، والألياف القطريبة تتشابك لتكوين هيكل شبكي ثلاثي الأبعاد. بالمقارنة مع النسج التقليدي ثنائي الأبعاد، فإن هذا الهيكل يزيد مقاومة الطبقة الواقية للتأثير بنسبة 30٪، ويعمل على توزيع قوة تأثير المقذوف بشكل فعال، ويمنع التشقق المحلي. أثناء عملية النسج، تقوم المعدات برصد شد الخيوط في الوقت الفعلي، مع التحكم في الخطأ ضمن ±0.5 نيوتن لضمان كثافة موحدة لكل بوصة من القماش.

2. التشكيل: تشكيل الشكل الواقي بدقة

بعد النسج، تُقطع قماشة الألياف وتُركَّب وفقًا لعدد الطبقات المحددة مسبقًا (عادةً ما بين 16 إلى 24 طبقة، حسب مستوى الحماية)، ثم توضع في قالب مخصص للتشكيل باستخدام الأوتوكلاف. وقد تم تحسين معايير العملية من خلال آلاف الاختبارات: حيث يتم التحكم بمعدل التسخين عند 5℃/دقيقة، ويتم الحفاظ على الضغط عند 1.2-1.5 ميجا باسكال، وتستمر مرحلة درجة الحرارة الثابتة (120-140℃) لمدة 90 دقيقة لضمان امتصاص الراتنج الكامل للألياف والتصلب التام. يُصنع القالب من سبيكة ألومنيوم من الدرجة الجوية، بدقة ±0.1 مم، ويمكنه نسخ التصميم الانسيابي للخوذة بدقة—ضمانًا لمطابقتها الجيدة عند الارتداء، وتقليل مقاومة الهواء، وتجنب مخاطر تركيز الإجهاد الناتجة عن الحواف الحادة. بعد التشكيل، تُستخدم عملية تبريد بالنيتروجين السائل للتبريد السريع، بهدف زيادة بلورة المادة وتعزيز الأداء الوقائي بشكل إضافي.

3. المعالجة الدقيقة ودمج المكونات

يدخل هيكل الخوذة المقولب مرحلة المعالجة الدقيقة: أولاً، تُستخدم أدوات التحكم العددي بالحاسوب (CNC) لطحن الحواف لإزالة الشوائب وضمان حواف ناعمة خالية من النقاط الحادة؛ ثم تُجرى معالجة السطح، والتي تشمل رش الرمال لإزالة الصدأ والطلاء بالرش الكهروستاتيكي، مع التحكم في سماكة الطلاء بين 0.8-1.2 مم لتوفير خصائص مقاومة للانزلاق، ومقاومة للتآكل، وإخفاء. ويتم اعتماد عملية قطع ثلاثية الأبعاد للبطانة المخمدّة، المصممة لتتناسب مع محيط الرأس وفق مبادئ الهندسة الوضعية، مع وجود وحدات امتصاص طاقة متعددة مدمجة يمكنها امتصاص الطاقة بسرعة أثناء التصادم وتقليل تسارع الرأس. وأخيرًا، يتم دمج المكونات: حيث تُركَّب عدسات مقاومة للتأثير مصنوعة من البولي كربونيت (بنفاذية ضوئية ≥95٪، قادرة على تحمل الحطام الطائر بسرعة عالية)، وشرائط رأس قابلة للتعديل، ومشابك. وقد اجتازت جميع المكونات اختبارات الشد واختبارات التعب لضمان الاتصال الثابت والاستخدام الموثوق.