La NFL Helmet Challenge i vincitori

La NFL Helmet Challenge ha, per un certo numero di anni, confrontato le menti migliori e più brillanti nella stampa 3D contro un problema ingannevolmente semplice, rendendo i caschi migliori.

Le lesioni alla testa sono state sempre più viste come un grosso problema per la NFL. Molti ora si preoccupano se i loro bambini da giovani o giocatori della NFL adulta possano avere un alto rischio di lesioni alla testa. Il football americano ha molta inerzia e contatto con esso, rispetto a molti altri sport. Il contatto completo, specialmente usando la testa, in una collisione sembra essere più prevalente rispetto ad altri sport simili, come il rugby. Inoltre, i giocatori carichi di caschi e indumenti protettivi, in realtà si scontrano con più forza rispetto a sport comparabili.

L’encefalopatia traumatica cronica ( CTE ), una malattia derivante da ripetute lesioni cerebrali, ha reso lo spettro del football americano in qualche modo causando o essendo specificamente responsabile di una maggiore probabilità di questa malattia una realtà. La NFL era sull’orlo dell’essere una lega e in effetti uno sport che poteva perdere la sua licenza sociale per operare . Cause, diffidenza e molta preoccupazione sono state il risultato negli ultimi decenni, ma potrebbe andare molto peggio. I genitori protettivi potrebbero indirizzare i propri figli verso sport più sicuri, come qualsiasi altra cosa, a parte forse il Calcio Fiorentino o l’equitazione (dove il 21% dei giovani è ferito ogni anno) .

Invece di interferire, la NFL ora sembra più proattiva e sta cercando la tecnologia per risolvere il suo problema attraverso la NFL Helmet Challenge . Per la sfida, i team possono creare e inviare nuovi modelli di casco per i test. I vincitori hanno la possibilità di vincere un milione di dollari, nonché forse un grande salto nel settore dei caschi. È raro che ingegneri e tecnologie gareggino così pubblicamente per vincere l’uno contro l’altro. Per questo motivo, la Sfida è stata molto affascinante, soprattutto perché molti team utilizzano la stampa 3D. La NFL ha annunciato che sta dando via $ 1,3 milioni in sovvenzioni per sfidare i partecipanti .

“ Christopher Yakacki | Impressio, Inc. e CU Denver
Denver, Colorado – $ 491.999

Impressio, Inc. e CU Denver, facendo affidamento sulla ricerca nella scienza dei materiali e sulla produzione additiva, stanno cercando di creare fodere per elmetti a dissipazione di energia senza precedenti utilizzando elastomeri cristallini liquidi ultra dissipativi (LCE) e design reticolari per le fodere per elmetti specifiche del giocatore per stampare in 3D ridurre le commozioni cerebrali. Questo progetto è supportato da partner tra cui EOS, nTopology e Schutt.

Xenith, RHEON, BASF, Università di Waterloo | Xenith Project Orbit
Detroit, Michigan – $ 412.000

Xenith, leader del settore delle attrezzature calcistiche, sta cercando di riunire esperti in biomeccanica sugli infortuni, produzione additiva, scienza dei materiali, progettazione e modellizzazione e ottimizzazione computazionale – BASF, RHEON Labs e The University of Waterloo – per creare una nuova soluzione per la gestione dell’energia e la migliore esperienza sul campo per l’atleta.

Eric Wagnac (ETS) e Franck LeNaveaux | Kollide
Montreal, Québec – $ 238.545

Il consorzio Kollide unisce l’esperienza dei ricercatori accademici (ETS) e quattro innovative società con sede a Montreal (Kupol, Tactix, ShapeShift3D, Numalogics) che stanno cercando di utilizzare il loro design virtuale e l’approccio di stampa 3D non planare per creare caschi personalizzati per il giocatore testa con una fodera personalizzata ottimizzata per assorbire e reindirizzare l’impatto.

Matthew Panzer | UVA, Nama Development e Topologica, Inc.
Charlottesville, Virginia – $ 223.047

Il Dr. Panzer e i suoi collaboratori stanno cercando di utilizzare il loro innovativo metamateriale in schiuma cubica + ottetto per progettare un nuovo strato di assorbimento di energia in un casco da calcio che ridurrà al minimo il rischio di commozione cerebrale. “

È da notare che tra questi vincitori delle sovvenzioni, i team Impressio, Xenith e Kollide hanno in programma di utilizzare la stampa 3D nei loro modelli di caschi. Il team di Kollide include Kupol, che in precedenza ha realizzato un casco stampato in 3D usando MJF . Sono stati realizzati anche altri copricapo protettivi, come il casco da bici Hexr .

Tutti i design includono funzionalità uniche. Ad esempio, i caschi PA 12 Kupol hanno “paraurti cinetici” al loro interno:

“KORE 3D è una matrice che collassa all’impatto per prendere il peso della forza mentre funge da base per i nostri due livelli di tecnologia aggiuntivi. I PARAURTI KINETICI esterni ammortizzano la testa e agiscono come uno strato di assorbimento di densità per rallentare la velocità dell’impatto prima che raggiunga te. Infine, l’elmetto interno è rivestito con la tecnologia OKTOPUS, composta da oltre 100 baccelli flessibili simili a ventose indipendenti che offrono una calzata aerata regolata e consentono al casco di muoversi in rotazione per assorbire qualsiasi tipo di impatto. “

L’esempio di Kupol illustra perché la stampa 3D è una tecnologia così attraente per i caschi. È facile passare da un’idea a un prototipo, ovviamente, e potremmo individualizzare i caschi ad un certo punto in futuro, ma la capacità di creare molte geometrie variabili con effetti diversi, in questo caso protettivi, è un aspetto unico della nostra tecnologia . Una macchina, un materiale, un processo ma diverse durezze, strutture diverse e diverse risposte agli impatti. Kupol ha progettato una soluzione in grado di sostituire la schiuma di polistirolo che è più traspirante, confortevole e, forse, più sicura.

I partner dell’alleanza di Kupol includono numalogics, che utilizza rappresentazioni di esseri umani virtuali per migliorare i prodotti di sicurezza. Offrono una sorta di manichino digitale per crash test che puoi utilizzare per testare e accelerare il processo di sviluppo dei dispositivi di sicurezza. Shapeshift3D sviluppa software di personalizzazione che può aiutare il team a creare caschi unici per teste uniche. Nel frattempo Tactix è una società di design industriale specializzata in abbigliamento sportivo e protettivo.

Un altro team vincente è guidato da Xenith , un’azienda di caschi e protezioni che collabora con BASF, che ha fatto investimenti significativi nella stampa 3D. Questa squadra è aiutata da Rheon Labs , un’azienda che produce dispositivi di sicurezza con un materiale morbido che si indurisce all’impatto. Il loro approccio incorpora polimeri morbidi, protettivi, resistenti agli urti e alla velocità di deformazione negli indumenti, pronti a reagire e proteggere quando necessario, ma a loro agio quando no.

C’è un webinar informativo che spiega come funziona il loro casco . Il punto cruciale è tuttavia che formano una “cellula di controllo dell’energia unica che ammortizza gli impatti a bassa velocità, ma che si rafforza in modo intelligente per gli impatti ad alta velocità” in cui “le cellule si comprimono per assorbire l’impatto lineare e tagliare per controllare in modo ottimale l’energia dell’impatto rotazionale, riducendo il conseguente accelerazione della testa. ” La società ha utilizzato stampi stampati in 3D per rendere questo effetto più localizzato e pronunciato, creando un casco leggero che dovrebbe proteggere meglio i giocatori.

Il team EOS, Impressio, nTopology e Schutt unisce l’esperienza di sinterizzazione dei polimeri EOS con il software di modellazione di nTopology e l’esperienza di Schutt nella progettazione del casco. Impressio è un’azienda specializzata nell’utilizzo di elastomeri a cristalli liquidi (LCE) per la dissipazione di energia e altre nuove applicazioni. Gli LCE sono materiali molto all’avanguardia che possono comportarsi in modo molto simile alla gomma, come un polimero o come cristalli liquidi e possono cambiare radicalmente il loro comportamento .

Questo team sta lavorando su fodere per casco che dissipano energia utilizzando la schiuma digitale EOS . I materiali di EOS consentono agli utenti di determinare le proprietà con ogni singolo voxel. Digital Foam è una combinazione di EOS che collabora con nTopology per sviluppare un metodo mediante il quale le aziende possono utilizzare le schiume digitali.

L’esempio fornito è dove “Aetrex utilizza l’approccio Digital Foam per analizzare i piedi dei suoi clienti tramite scanner, identificare i punti di pressione e produrre solette progettate su misura con il processo di stampa 3D. Il risultato è un prodotto ortopedico leggero ed economico, fabbricato in un ambiente di produzione di massa flessibile e perfettamente adattato al piede del cliente. “

Un video qui ti dice di più su Digital Foam. La schiuma può sembrare un’area poco tecnologica e poco interessante in cui utilizzare l’additivo, ma sono molto entusiasta. La schiuma è nei nostri materassi, scarpe, poggiatesta, braccioli, attrezzature sportive, attrezzature di sicurezza e in ogni altra cosa. Pensa a come i materassi in memory foam stanno disturbando l’ attività del sonno esistente consentendo la spedizione online dei materassi. Puoi vedere come questo materiale versatile può davvero scuotere le cose attraverso le sue proprietà. La linea di scarpe Croc molto derisa, ma estremamente dirompente, è venuta fuori dal nulla per interrompere il business delle scarpe attraverso una nuova applicazione di schiuma (una resina a cellule chiuse) in un prodotto calzaturiero che lo ha reso molto economico e confortevole.

La schiuma ha il potenziale per estendere la portata della stampa 3D nel regno flessibile, dove finora non siamo stati in grado di avere un grande impatto perché i nostri materiali non sono stati durevoli, morbidi o abbastanza resistenti. TPU sta iniziando a emergere in desktop, MJF e sinterizzazione. Più prodotti simili a schiuma, gomma ed elastomeri potrebbero essere un grande vantaggio per il nostro mercato.

Sono stato coinvolto in diversi progetti che necessitavano davvero di un materiale morbido simile alla schiuma per realizzare comode parti incentrate sull’uomo. I componenti realizzati per l’uomo sono finora alcuni dei casi aziendali di maggior successo nella stampa 3D, dagli intermediari dentali agli apparecchi acustici. Parti uniche per l’uomo sono state grandi vittorie per noi nel settore. L’estensione della nostra capacità di realizzare parti specifiche per l’uomo che sono morbide potrebbe aprirci un’enorme arena in termini di sicurezza e comfort. Inoltre, il livello di controllo del voxel sulle proprietà potrebbe fornire funzionalità che altre tecnologie non possono eguagliare. Se le aziende produttrici di additivi producessero tutti i caschi del mondo, il nostro settore dovrebbe crescere di trenta volte. Tutto sommato, per me, la NFL Helmet Challenge è una delle cose più eccitanti e importanti che accadono nello sport e nel nostro settore.

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