일체형 방탄 헬멧의 제조 공정

프로세스 개요

완전 일체형 방탄 헬멧 제조 공정의 핵심 이점은 기존의 절단 공정을 없애는 데 있습니다. 일체성형 기술을 채택함으로써 고분자 폴리에틸렌(PE) 또는 아라미드 섬유와 같은 핵심 소재의 일체성과 연속성을 유지할 수 있습니다. 이는 보호 성능을 향상시킬 뿐 아니라 생산 공정을 간소화하고 인건비를 절감합니다. 제품 구조는 다층 복합 설계를 채택하여 내부에서 외부로 순서대로 백킹층, 핵심 보호층, 스플래시 방지층, 표면 마감층으로 구성됩니다. 최종 제품은 V50 값 ≥ 800 m/s 및 후면 변형량 ≤ 25 mm와 같은 주요 보호 지표를 충족해야 합니다.

원자재 준비

핵심 소재 선정

1. 주요 보호 소재: 섬유의 연속성이 손상되지 않도록 면적 밀도가 ≥ 200 g/m²인 초고분자량 폴리에틸렌(PE) 단일방향 원단 또는 아라미드 단일방향 원단을 선택합니다.

2. 보조 재료: 프리트리트먼트 공정 포함

원자재 품질 검사

섬유 무결성: 유니디렉셔널 원단의 손상 및 절단된 섬유가 없고, 섬유 배열 균일도 편차가 ≤ 3%인지 확인

물리 및 화학 지표: 재료의 비커스 경도(HV ≥ 500) 및 층간 접착 강도(≥ 20 MPa)를 테스트하여 ASTM F1956-19 표준 요구사항을 충족하는지 확인

환경 적응성: -40℃에서 +60℃까지 온도 순환 시험 통과, 재료 성능 변화량 ≤ 10%

주요 생산 공정

1. 금형 준비 및 디버깅 전용 원형 일체형 금형을 사용하며, 이는 남자 금형(코어 + 코어 베이스)과 여자 금형(캐비티 + 캐비티 베이스)으로 구성된다. 금형 캐비티는 개방 구조를 가지며, 과잉 재료 배출을 위해 하단에 개방 포트가 있다. 금형 사전 처리: 금형 캐비티 내벽을 청소하여 불순물이 남지 않도록 하고, 가열 및 냉각 순환 파이프라인을 통해 금형을 80℃-100℃로 예열하며, 온도 균일성 편차는 ±2℃ 이내로 유지한다. 공기 유도 통로 디버깅: 코어와 캐비티 중심부의 수직 공기 유도 통로가 정렬되어 성형 공정 중에 가스가 원활하게 배출될 수 있도록 한다.

2. 소재 적층 작업 절단이 필요 없으며, 설계된 층 수(18-23층)에 따라 PE 또는 아라미드 단방향 원단을 롤 상태 그대로 몰드 내부에 층층이 직접 배치하되, 층간 정렬 편차는 1mm 이하로 유지해야 한다. 백킹층 배치: 폴리우레탄 폼을 몰드 코어 표면에 정확히 위치시켜 단방향 원단과 밀착되도록 하며 잔류 공기 방울이 없어야 한다. 복합층 배열: 수지층을 순차적으로 배치하여 단방향 원단 표면 전체에 균일하게 덮이도록 하고, 수지의 중량 비율은 10%에서 30% 사이로 조절한다.

3. 일체형 성형 몰드 클램핑 작업, 가열 및 경화, 냉각 및 성형, 그리고 과잉 재료 처리를 포함한다.

4. 다층 복합 가공 코어층 처리, 튀김 방지층 복합, 표면 마감층 처리를 포함한다.