一体型防弾ヘルメットの製造工程

プロセス概要

シームレス防弾ヘルメット製造プロセスの主な利点は、従来の切断工程を排除することにある。一体成型技術を採用することで、高分子ポリエチレン（PE）やアラミド繊維などの核心材料の完全性と連続性が保たれる。これにより、保護性能が向上するだけでなく、製造工程も簡素化され、労働コストも削減される。製品構造は多層複合設計を採用しており、（内側から外側へ）裏地層、核心保護層、飛散防止層、表面仕上げ層で構成される。完成品はV50値 ≥ 800 m/s、背面変形量 ≤ 25 mmといった主要な保護指標を満たさなければならない。

原材料の調製

核心材料の選定

1、主な保護材料： 超高分子量ポリエチレン（PE）の単方向布地またはアラミド単方向布地を採用し、面密度は ≥ 200 g/m²以上とし、材料繊維の連続性が損なわれないことを確保する。

2、補助材料：プラスチック材料の前処理工程を含む。

原材料品質検査

繊維の完全性：一方向性ファブリックに損傷や切断された繊維がなく、繊維の配向均一性の偏差が≤3%であることを確認する。

物理的および化学的指標：材料のビッカース硬度（HV ≥ 500）および層間接着強度（≥ 20 MPa）をテストし、ASTM F1956-19規格の要求事項を満たしていることを確認する。

環境適応性：-40℃から+60℃の温度サイクル試験に合格し、材料の性能変化が≤10%以内であること。

主要な生産工程

1. モールドの準備とデバッグ：専用のシームレス一体型モールドを使用し、これはマレーモールド（コア＋コアベース）とフェミニーモールド（キャビティ＋キャビティベース）で構成される。モールドキャビティはオープン構造を採用しており、底部には余剰材料を排出するための開口部がある。モールド前処理：キャビティ内壁を清掃し、不純物が残らないようにする。加熱・冷却循環パイプラインを通じてモールドを80℃～100℃に予熱し、温度均一性の偏差は±2℃以内とする。エアガイドチャンネルのデバッグ：コアおよびキャビティの中心にある垂直エアガイドチャンネルが正確に揃っていることを確認し、成形時のガス排気が円滑に行われるよう調整する。

2. 材料のラミネーション作業 切断は不要であり、設計された層数（18～23層）に従って、PEまたはアラミド単方向繊維のロールをそのまま金型キャビティ内に層ごとに直接敷き詰める。層間の位置ずれは1 mm以下とする。裏打ち層の敷設：ポリウレタンフォームを金型コアの表面に正確に配置し、単方向繊維層と密着するようにして、残留気泡が生じないことを確認する。複合層の配置：樹脂層を順次敷設し、樹脂が単方向繊維の表面全体に均等に覆うようにし、その重量比率を10％から30％の間で制御する。

3. 一体成形 金型の締め付け、加熱および硬化、冷却と成形、余剰材料の処理を含む。

4. 多層複合処理 コア層の処理、跳ね返り防止層の複合、および表面仕上げ層の処理を含む。