Производственный процесс изготовления бесшовных пуленепробиваемых шлемов

Обзор процесса

Основное преимущество бесшовного процесса производства бронешлемов заключается в исключении традиционной операции резки. Благодаря использованию технологии интегрального формования обеспечивается целостность и непрерывность основных материалов, таких как сверхвысокомолекулярный полиэтилен (PE) или арамидные волокна. Это не только повышает защитные характеристики, но и упрощает производственный процесс, снижая трудозатраты. Конструкция изделия выполнена по многослойному композитному принципу и состоит из (изнутри наружу) тыльного слоя, основного защитного слоя, антиосколочного слоя и внешнего покрытия. Готовое изделие должно соответствовать ключевым показателям защиты, таким как значение V50 ≥ 800 м/с и деформация обратной стороны ≤ 25 мм.

Подготовка сырья

Выбор основных материалов

1、Основные защитные материалы: В качестве основного материала выбирается однонаправленная ткань из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (PE) или однонаправленная арамидная ткань с поверхностной плотностью ≥ 200 г/м², что обеспечивает сохранение непрерывности волокон материала.

2. Вспомогательные материалы: Дополнительные процедуры предварительной обработки материалов.

Проверка качества сырья

Целостность волокна: Проверить, что однонаправленная ткань не имеет повреждений и разрывов волокон, а отклонение равномерности укладки волокон ≤ 3%.

Физико-химические показатели: Проверить твердость материала по Виккерсу (HV ≥ 500) и прочность межслойного сцепления (≥ 20 МПа), чтобы обеспечить соответствие требованиям стандарта ASTM F1956-19.

Эксплуатация в различных условиях окружающей среды: Пройти испытание на термоциклы в диапазоне от -40 °С до +60 °С, при этом изменение характеристик материала должно быть ≤ 10%.

Ключевые производственные процессы

1. Подготовка и наладка формы Используется специальная бесшовная интегрированная форма, состоящая из пуансона (сердечник + основание сердечника) и матрицы (полость + основание полости). Полость формы имеет открытую конструкцию с выпускным отверстием внизу для удаления избыточного материала. Предварительная обработка формы: очистите внутреннюю стенку полости формы, чтобы обеспечить отсутствие загрязнений; предварительно нагрейте форму до 80 °C–100 °C с помощью системы циркуляции нагрева и охлаждения, при этом отклонение температуры по равномерности должно составлять ±2 °C. Наладка канала отвода воздуха: убедитесь, что вертикальные воздушные каналы в центрах сердечника и полости выровнены, чтобы обеспечить эффективный отвод газов в процессе формования.

2. Операция ламинирования материала. Никакой резки не требуется; необходимо непосредственно укладывать весь рулон ПЭ или арамидного однонаправленного полотна в форму слой за слоем в соответствии с заданным количеством слоев (18–23 слоя), при этом отклонение между слоями должно быть ≤ 1 мм. Укладка подложки: точно разместите пенополиуретан на поверхности формовой основы, обеспечивая плотное сцепление с однонаправленным слоем ткани и отсутствие остаточных воздушных пузырьков. Расположение композитного слоя: последовательно уложите слой смолы, чтобы обеспечить равномерное покрытие поверхности однонаправленной ткани, при этом массовая доля смолы должна находиться в пределах от 10% до 30%.

3. Комплексное формование, включая операцию зажима формы, нагрев и отверждение, охлаждение и формирование, а также обработку излишков материала.

4. Обработка многослойного композита, включая обработку внутреннего слоя, нанесение антибрызгового слоя и обработку поверхностного финишного слоя.