Làm thế nào để Cải thiện Khả năng Chống Lõm của Mũ Bảo hiểm Chống Đạn

Định nghĩa Cốt lõi về Khả năng Chống Lõm và Các Tiêu chuẩn Ngành

Khả năng chống lõm của mũ bảo hiểm chống đạn đề cập đến khả năng của vỏ mũ và lớp lót bên trong tránh bị lõm vĩnh viễn khi chịu các tác động tốc độ cao (ví dụ: từ đạn hoặc mảnh shrapnel) hoặc va chạm tù. Thông thường, độ sâu lõm tối đa cho phép là ≤15mm, phù hợp với các tiêu chuẩn như NIJ STD 0106.01 và GA 293. Khả năng này là một chỉ số quan trọng để đánh giá tính toàn vẹn bảo vệ của mũ, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến xác suất sống sót của người sử dụng trong các tình huống va chạm không xuyên thủng.

Nâng cấp vật liệu: Xây dựng nền tảng vững chắc cho bảo vệ chống móp

1. Cải tiến vật liệu vỏ

Vật liệu composite sợi có mô-đun cao là lựa chọn ưu tiên: Chọn các loại composite sợi có mô-đun cao như sợi polyethylene trọng lượng phân tử cực cao (UHMWPE) và sợi aramid (Kevlar) cấp IIIA trở lên. Cải thiện độ dai va chạm bằng cách tăng mật độ diện tích sợi (khuyến nghị ≥600g/㎡). Những sợi này có cường độ chịu đứt trên 3,5 GPa, có thể hiệu quả phân tán năng lượng va chạm và giảm thiểu hiện tượng móp cục bộ.

Thiết kế lớp đệm gốm composite: Các tấm gốm alumina (Al₂O₃) hoặc silicon carbide (SiC) composite (dày 3-5mm) được đặt ở mặt trong của lớp vỏ sợi. Tận dụng độ cứng cao của gốm để ngăn ngừa tập trung ứng suất tại điểm va chạm, đồng thời kết hợp với khả năng hấp thụ chấn động dẻo dai của lớp sợi, tạo thành hệ thống bảo vệ kép "chống đỡ cứng + hấp thụ mềm".

2. Tối ưu hóa vật liệu lớp lót

Lớp lót xốp polyurethane (PU) mật độ cao: Thay thế vật liệu EVA truyền thống bằng lớp lót xốp PU mật độ cao (mật độ ≥80kg/m³). Với tỷ lệ hồi phục nén ≥90%, các lớp lót này có thể hấp thụ năng lượng thông qua biến dạng đàn hồi tại thời điểm va chạm, ngăn ngừa việc các vết lõm trên vỏ truyền vào đầu.

Cấu trúc lõi nhôm tổ ong sáng tạo: Nhúng các lõi hợp kim nhôm hình tổ ong vào lớp lót PU (kích thước ô tổ ong: 5-8mm; độ dày thành: 0,1-0,2mm). Tận dụng tính ổn định chịu nén của cấu trúc tổ ong để tiếp tục phân tán tải trọng va chạm và giảm nguy cơ bị lõm cục bộ.

Sáng tạo trong Thiết kế Cấu trúc: Tối ưu hóa Các Đường Truyền Lực

1. Tối ưu hóa Bán kính Mặt cong

Áp dụng thiết kế dạng "cầu hóa" cho vỏ mũ bảo hiểm. Kiểm soát bán kính cong ở phần đỉnh từ 120-150mm và bán kính cong ở phần bên từ 80-100mm. Điều này tránh hiện tượng tập trung năng lượng va chạm do thiết kế phẳng hoặc độ cong nhỏ, đồng thời phân tán năng lượng ra toàn bộ vỏ mũ thông qua việc dẫn hướng trên bề mặt cong.

2. Cấu trúc hợp chất nhiều lớp

Thực hiện cấu trúc hợp chất ba lớp bao gồm: "vỏ + lớp đệm + lớp lót trong":

Vỏ được làm bằng vật liệu composite gia cố sợi;

Lớp đệm sử dụng silicon hoặc cao su butyl (dày 5-8mm);

Lớp lót trong được làm bằng xốp PU.

Ba lớp này được liên kết chặt chẽ với nhau thông qua quá trình ép nhiệt. Bằng cách tận dụng sự khác biệt về mô-đun đàn hồi của các vật liệu khác nhau, năng lượng va chạm được hấp thụ và tiêu tán dần dần, ngăn ngừa hiện tượng lõm do độ cứng vững không đủ của một vật liệu đơn lẻ.

3. Thiết kế gia cố viền

Thêm các dải gia cố sợi carbon (rộng 15-20mm, dày 2-3mm) vào các mép mũ bảo hiểm. Điều này tăng cường khả năng chịu va chạm ở mép, ngăn ngừa hiện tượng lõm hoặc cong vênh cục bộ khi xảy ra va chạm bên hông, đồng thời cải thiện độ ổn định cấu trúc tổng thể của mũ bảo hiểm.

Cải tiến quy trình: Đảm bảo hiệu suất của vật liệu và cấu trúc

1. Quy trình đúc chính xác

(1) Đúc vỏ: Sử dụng phương pháp đúc nén cho vỏ, kiểm soát nhiệt độ đúc ở mức 120-150℃ và áp suất ở mức 2-3MPa. Việc này đảm bảo sợi được ngậm đầy nhựa, giảm độ rỗ khí bên trong (≤1%) và nâng cao mật độ vật liệu—tránh tình trạng giảm hiệu suất chống lõm cục bộ do các khuyết tật trong quá trình sản xuất.

(2) Đúc lớp lót: Áp dụng quy trình phun ép tạo xốp tích hợp cho lớp lót để đảm bảo độ đồng đều khi tạo xốp và loại bỏ các điểm tập trung ứng suất do bọt khí hoặc mật độ không đồng đều.

2. Công nghệ kết dính bề mặt liên kết

Sử dụng keo dán gốc nhựa epoxy (độ bền cắt ≥15MPa) để liên kết chắc chắn vỏ, lớp đệm và lớp lót trong thông qua phương pháp ép nhiệt. Điều này ngăn ngừa hiện tượng bong tách giữa các lớp, đảm bảo truyền năng lượng va chạm hiệu quả giữa các lớp và tránh các vết lõm cục bộ do sự nới lỏng giữa các lớp.