Mermi Geçirmez Kaskların Ezilmeye Karşı Performansını Nasıl İyileştirilir

Ezilmeye Karşı Performansın Temel Tanımı ve Sektör Standartları

Mermi geçirmez bir kaskın ezilmeye karşı performansı, yüksek hızlı darbelere (örneğin mermi veya şarapnel) veya künt kuvvet çarpışmalarına maruz kaldığında kask kabuğunun ve iç astarının kalıcı çukurlaşmalardan kaçınma yeteneğini ifade eder. Genellikle izin verilen maksimum çukur derinliği ≤15 mm'dir ve bu değer NIJ STD 0106.01 ve GA 293 standartlarına uygundur. Bu performans, kaskın koruyucu bütünlüğünü ölçmede kritik bir göstergedir çünkü ezilmeye dayanıklı darbeler altında kullanıcının hayatta kalma olasılığını doğrudan etkiler.

Malzeme İyileştirmeleri: Çarpma Koruması için Sağlam Bir Temel Oluşturma

1. Kabuk Malzemelerinin Yenilenmesi

Yüksek modüllü fiber kompozitler tercih edilen seçenek olarak: Ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen (UHMWPE) ve aramid (Kevlar) gibi Grade IIIA veya üzeri yüksek modüllü fiber kompozitler seçin. Lif yüzey yoğunluğunu artırarak (önerilen ≥600g/㎡) darbe tokluğunu iyileştirin. Bu lifler 3,5 GPa'nın üzerinde kopma mukavemetine sahiptir ve etkili bir şekilde darbe enerjisini dağıtabilir, yerel çukurları azaltabilir.

Kompozit seramik ara katman tasarımı: Fiber kabuğun iç tarafında alümina (Al₂O₃) veya silisyum karbür (SiC) kompozit seramik plakalar (3-5 mm kalınlığında). Darbe noktasındaki gerilme konsantrasyonunu önlemek için seramiklerin yüksek sertliğinden yararlanın ve fiber katmanın tokluk tamponlamasıyla birleştirerek "sert direnç + yumuşak emilim" ikili koruma sistemini oluşturun.

2. İç Kaplama Malzemelerinin Optimize Edilmesi

Yüksek yoğunluklu poliüretan (PU) köpük kaplama: Geleneksel EVA malzemelerinin yerine yüksek yoğunluklu PU köpük kaplamalar kullanın (yoğunluk ≥80 kg/m³). %90 ve üzeri bir sıkıştırma geri dönüş oranına sahip bu kaplamalar, darbe anında elastik deformasyon yoluyla enerjiyi emerek kabuğun çukurlaşmasının kafaya iletilmesini önler.

Yenilikçi petek yapıdaki alüminyum çekirdek yapısı: PU kaplamanın içine alaşımlı alüminyum petek çekirdekler yerleştirin (petek hücre boyutu: 5-8 mm; duvar kalınlığı: 0,1-0,2 mm). Petek yapının basınç dayanımını kullanarak darbe yüklerini daha fazla dağıtarak yerel çukurlaşma riskini azaltın.

Yapısal Tasarım Yeniliği: Kuvvet İletim Yollarının Optimize Edilmesi

1. Eğri Yüzey Yarıçapının Optimizasyonu

Kask kabuğu için "küresel şekle benzer" bir tasarım benimseyin. Üst kısmın eğrilik yarıçapını 120-150 mm arasında, yan kısımların eğrilik yarıçapını ise 80-100 mm arasında tutun. Bu, düz veya küçük eğrilikli tasarımların neden olduğu darbe enerjisinin yoğunlaşmasını önler ve enerjiyi kavisli yüzey yönlendirmesi aracılığıyla tüm kask kabuğuna dağıtır.

2. Çok Katmanlı Kompozit Yapı

"Kabuk + tampon katmanı + iç kaplama"dan oluşan üç katmanlı kompozit bir yapı uygulayın:

Kabuk, elyaf takviyeli kompozit malzemelerden üretilmiştir;

Tampon katmanı silikon jel veya bütil kauçuk kullanır (5-8 mm kalınlıkta);

İç kaplama, PU köpükten yapılmıştır.

Bu üç katman, sıcak presle şekillendirme işlemiyle sıkıca birbirine bağlanır. Farklı malzemelerin elastisite modülü farklarından yararlanarak darbe enerjisi kademeli olarak emilir ve dağılır; bu da tek bir malzemenin yetersiz rijitliğinden kaynaklanan çökmeleri önler.

3. Kenar Güçlendirme Tasarımı

Kask kenarlarına karbon fiber takviye şeritler (15-20 mm genişliğinde, 2-3 mm kalınlıkta) ekleyin. Bu, kenarların darbe direncini artırır, yandan gelen darbeler sırasında yerel çukurlaşma veya bükülme oluşmasını önler ve kaskın genel yapısal stabilitesini iyileştirir.

İşlem İyileştirmeleri: Malzeme ve Yapıların Performansının Sağlanması

1. Hassas Kalıp Teknikleri

(1) Kabuk kalıplama: Kabuk için kompresyon kalıplama kullanın ve kalıplama sıcaklığını 120-150°C arasında, basıncı ise 2-3 MPa'de kontrol edin. Bu, fiberlerin reçine ile tam olarak impregne edilmesini sağlar, iç poroziteyi (≤ %1) azaltır ve malzeme yoğunluğunu artırır—proses hatalarından kaynaklanan yerel çökme direncinin azalmasını önler.

(2) İçlik kalıplama: Hava kabarcıkları veya yoğunluk farklılıklarından kaynaklanan gerilme birikim noktalarını ortadan kaldırmak için içlikte entegre enjeksiyon köpürtme süreci uygulayın.

2. Ara Yüz Bağlantı Teknolojisi

Kabuk, tampon tabaka ve iç kaplamayı sıcak presle birleştirme ile sağlam şekilde bağlamak için epoksi reçine bazlı yapıştırıcılar (kayma mukavemeti ≥15MPa) kullanın. Bu, katmanlar arası soyulmayı önler, katmanlar arasında darbe enerjisinin etkili iletimini sağlar ve katmanlar arası gevşemeden kaynaklanan yerel çökmeleri engeller.