La stampa 3d per fabbricare per la polizia un’armatura protettiva resistente alle infiltrazioni, più leggera e con un comfort migliorato

Dato che gli agenti di polizia partecipano a una moltitudine di compiti quotidiani, di pattuglia e di contrasto alla criminalità spesso affrontano la minaccia di subire pesanti danni; per dirla in modo più chiaro, c’è una buona probabilità che possano essere pugnalati al lavoro. Mentre ci sono diversi materiali resistenti alle coltellate disponibili in commercio per mantenere la polizia al sicuro sul posto di lavoro, ci sono problemi di comfort, inadeguatezza, inflessibilità e peso, che possono ostacolare la capacità di un ufficiale di svolgere i suoi doveri mentre li indossa.

La stampa 3D è stata invocata prima per aiutare a mantenere la polizia al sicuro , e più ricercatori hanno utilizzato la tecnologia per aiutare a creare equipaggiamento protettivo migliore , come l’ armatura del corpo . Tuttavia, non sono state condotte molte ricerche sull’uso della stampa 3D FDM per fabbricare un’armatura protettiva resistente alle infiltrazioni, più leggera e con un comfort migliorato.

Una coppia di ricercatori dell’Universita Teknikal Malaysia Melaka ( UTeM ) si è impegnata a fare proprio questo, e ha pubblicato un articolo intitolato ” Analisi agli elementi finiti del comportamento a bassa velocità sulle feature di progettazione di armature per body body con stampaggio a deposizione fusa “, i loro sforzi.

L’abstract dice: “L’armatura è principalmente indossata per proteggere il busto umano dagli attacchi causati da armi o proiettili. Nonostante siano state sviluppate numerose armature moderne, il problema storico continua ad esistere e sfida le attuali soluzioni protettive. Tuttavia, la tecnologia di produzione additiva (AM) non è stata ancora ampiamente esplorata nel tentativo di affrontare questi problemi. Questa ricerca quindi studia la fattibilità dell’uso del sistema AM, in particolare il processo FDM (Fused deposition modeling) per la produzione di modelli geometrici tessili, che possono essere utilizzati per lo sviluppo di nuove armature resistenti agli urti. Questo studio analizza le caratteristiche del progetto che potrebbero potenzialmente influenzare le prestazioni di protezione da taglio del tessuto stampato FDM con un layout imbricato. Questo documento presenta un’analisi agli elementi finiti per indagare la deformazione distribuita negli insiemi di incrostazioni simili a scale perché la lama del coltello penetrata attraverso le scale sovrapposte varia con diversi spessori di scala e angoli sovrapposti. I risultati mostrano che il modello da 4 mm costruito in un angolo di sovrapposizione di 20 ° ha assorbito la maggior parte dell’energia durante la penetrazione della lama del coltello. Una regione debole si trova tra la scala sovrapposta del modello resistente allo stabilizzazione a strato singolo che potrebbe consentire potenzialmente la penetrazione della lama del coltello per provocare lesioni. ” I risultati mostrano che il modello da 4 mm costruito in un angolo di sovrapposizione di 20 ° ha assorbito la maggior parte dell’energia durante la penetrazione della lama del coltello. Una regione debole si trova tra la scala sovrapposta del modello resistente allo stabilizzazione a strato singolo che potrebbe consentire potenzialmente la penetrazione della lama del coltello per provocare lesioni. ” I risultati mostrano che il modello da 4 mm costruito in un angolo di sovrapposizione di 20 ° ha assorbito la maggior parte dell’energia durante la penetrazione della lama del coltello. Una regione debole si trova tra la scala sovrapposta del modello resistente allo stabilizzazione a strato singolo che potrebbe consentire potenzialmente la penetrazione della lama del coltello per provocare lesioni. ”
Caricamento a impatto a bassa velocità di un sistema di protezione simile a una scala imbricata.
I ricercatori hanno utilizzato la stampa 3D FDM per fabbricare armature resistenti ai coltelli in materiale ABS e hanno condotto uno studio per trovare il giusto fenomeno con cui indagare la relazione tra le caratteristiche progettuali della scala 3D, sovrastampata (sovrapposta) – come assemblaggi che potrebbero influenzare le sue prestazioni di protezione contro l’accoltellamento.

“Pertanto, un’analisi agli elementi finiti è stata eseguita su prove di stabilizzazione di assemblaggi simili a scale imbricate variando lo spessore della scala e l’angolo di sovrapposizione al livello di energia di impatto della lama uno”, hanno spiegato i ricercatori.
Hanno utilizzato il software ANSYS per eseguire la simulazione e hanno studiato gli effetti di “angoli sovrapposti sottoposti a ogni assemblaggio simil-scala”, oltre a diversi spessori di scala. Una cosa che lo studio non ha considerato sono gli effetti del trauma contusivo o balistico, come lividi; piuttosto, si concentrava unicamente sulla prevenzione di ferite da forza acuta.

“La deformazione distribuita nel corpo di ogni modello e la profondità di penetrazione della lama del coltello come risultato del meccanismo di impatto nei modelli stampati FDM sono stati analizzati”, hanno scritto i ricercatori. “Lo studio ha anche presentato l’assorbimento di energia da parte dei modelli target al fine di analizzare la loro prestazione protettiva di pugilato.”
I ricercatori hanno scoperto che “l’assorbi- mento di energia assemblabile in scala simile al modello a scala imbricata” costruito con un angolo di sovrapposizione di 20 ° e uno spessore di 4 mm era il più alto nello studio, il che significa che può fornire una maggiore flessibilità e protezione da resistenza.

Luoghi di impatto.
“Per progettare l’armatura resistente alle coltellate, lo spessore della scala e l’angolo di scala sovrapposto sono i fattori di influenza per le prestazioni dell’armatura”, hanno concluso i ricercatori. “Tuttavia, si deve notare la regione di debolezza nella disposizione della resistenza da taglio a strato singolo, in cui la posizione tra le scale potrebbe potenzialmente consentire la penetrazione della lama del coltello e causare lesioni. Pertanto, un’ulteriore progettazione di armature per il corpo resistenti a un singolo strato dovrebbe evitare da tale disposizione. ”
Co-autori del documento sono S. Maidin e SY Chong.

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