头盔外壳水披覆转印方法研究

产品经表面水披覆转印,其外观品质将大幅提升。然而,水披覆转印方法对于表面是平面的产品较易实现,对于表面为曲面的产品如头盔外壳的外表面,则精准实现难度较大,很容易造成缺陷,如图案比例失调、色彩变淡和残缺不全等,这些缺陷导致良品率大大降低。借助一种以填充气球作为辅助工具,采用直下拨膜转印的方法,有效解决了头盔外壳的转印难题。填充气球可以封堵头盔外壳的孔洞,避免转印过程中对图案造成扰动和破坏,填充气球内部的配重物可以确保转印入水动作顺滑,避免转印过程中产生图案波纹。直下拨膜转印方法是将工件沿铅垂方向入水,协同多方向拨膜,完成转印过程。这种新的转印方法简单易学,降低了转印难度,提高了转印合格率,不仅有效解决了头盔外壳的水披覆转印问题,也为同类产品提供了可以借鉴的工具和方法。

不同壳体材质头盔耐候性评估

为评估不同壳体材质电动自行车头盔的耐候性能,利用3种人工加速老化试验[紫外、65℃热氧、双85(温度85℃、相对湿度85%)湿热]及大气暴露和室内保存等方式对定制的4种不同材质头盔样品进行处理,并对不同老化阶段头盔的安全防护性能进行测试,采用扫描电子显微镜、热重分析、动态力学分析等手段对样品的微观形貌、热性能进行分析。结果表明,经各加速老化处理后头盔的吸收碰撞能量加速度峰值均小于150g(g=9.80665 m/s^(2)),仍能在实际使用中发挥安全防护作用,这主要得益于头盔缓冲层的存在。依据老化后样品形貌变化、破裂情况及刚度性能,评估壳体材质显示,聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料合金料样品性能最优;评估老化方式显示紫外老化影响最小,65℃热氧老化次之,双85湿热老化后头盔变形严重且破裂情况增多,不符合实际的使用场景。经双85湿热老化后,样品微观形貌显示其断面微孔结构增加,而热稳定性变化不大。头盔壳体材质直接影响碰撞试验后样品是否破裂,头盔吸收碰撞能量加速度峰值受其缓冲层影响较大,刚度性能可以作为头盔壳体材质性能有效评估指标。

抗低速冲击纺织复合材料头盔壳体研究现状分析

工业、建筑、运输行业的高速发展下,行业之间的安全隐患问题也在逐渐增多,诸如交通事故、生产安全事故等,对人们身体造成严重损伤。头盔作为外部防护设备,保证人们在突发状况下头部不会受到损伤。以低速冲击模式为背景下,头盔壳体预制件、成型工艺以及抗冲击性能等方面进行分析,探讨纺织复合材料头盔壳体的应用及发展。

警用防弹头盔外壳RTM技术简易成型钻模设计

警用防弹头盔外壳是要经得住子弹射击和锐器穿刺,才能保护好警察头颅。通过对警用防弹头盔外壳的各种试验分析,得出了需要采用坚韧耐磨、刚柔相济、具有刀枪不入性能的凯夫拉为材料。在采用了能防止产生皱折、搭接、气泡、富胶、贫胶和分层等缺陷的多层预成型套件凯夫拉编织物的铺放,以及采用树脂传递模塑成型(RTM)工艺,确保了警用防弹头盔外壳成型质量,又能实现连续流水批量生产。在模具结构上创造性采用了凹模为对开分型,凸模1处为斜导柱滑块和2处为斜滑块二次抽芯结构。从而实现了能避开头盔外壳上多处障碍体对其脱模的影响,使得头盔外壳能够顺利地脱模,从而确保了RTM工艺很好地进行。

袋压成型头盔外壳成型钻模的设计与制造

这是一种技术要求极高以玻璃钢材料制成的头盔外壳,要求等璧厚、不能存在着聚胶、脱胶和气泡等缺陷;还要求重量不能超差。由于头盔外壳如同橄榄球的形状,加之批量不大,可用带压成型的工艺方法来进行制造。成型头盔外壳的左右模板,可用采用夹布胶木板或铸铝制成。而头盔外壳则是依靠充入压缩气体的橡胶袋所施加均匀压力,可将玻璃钢织物中含有多余的树脂胶液由钻套孔中挤出模外,固化后才能取出成型的头盔外壳。实践已经充分地证明了这种头盔外壳成型工艺方法,不仅能确保产品质量,也能满足客户供应的要求。

头盔内壳成型钻模凹凸模加工

为了能避开产品和模具形体上各种障碍体阻挡作用,模具采用了多个分型面将凹、凸模分成3模板和8模块。特别是彼此能够独自移动8块凸模块的加工,其组成的整体凸模外形可以成型头盔内壳复杂内形,组成的内形是一个可以放置充气橡胶袋的椭圆球形。如此8块凸模块,如果没有一种切实可行的加工方法,即使是模具结构方案和设计再正确也无法制造出8块凸模块。通过加工一个二类夹具,将内型面加工好的8块凸模块固定在二类夹具上,再加工整体凸模的外形。以这种加工方法,可以成功地解决凹、凸模的加工问题。

复杂头盔内壳机械形式成型钻模设计

玻璃钢产品成型加工,在我国绝大部分是用手工进行裱糊,这种加工方式占到了玻璃钢制品80%。手工裱糊特点是:工艺落后、设备简陋、技术水平低、管理不良、质量不稳定、操作和安全规程不健全。加工人员是在十分恶劣环境中工作,除了刺鼻树脂味道,细微玻璃纤维碎屑尘埃环境之外,还有生产效率低下。在采用了机械结构形式的模具后,可以大幅度减轻劳动强度。在左右模板中加装电热器及在橡胶袋中通入一定压力的蒸气后,可加快头盔外壳成型固化速度从而明显地提高生产效率。

两侧带凸台头盔外壳激光切割夹具的设计

裱糊固化后头盔外壳边角余料和孔中废料是需要切割掉的,这样才能成为产品。带锯和冲裁切割是不可能进行橄榄球形状头盔外壳的切割,只能是采用激光切割。而激光切割是需要有激光切割夹具,才能通过夹具将头盔外壳定位和固定在激光切割机的工作台上。分析了头盔外壳激光切割夹具的结构特点和要求,应满足夹具体必须小于头盔外壳轮廓的要求,避免了激光对夹具体的切割。研究了头盔外壳激光切割时所产生毒烟的排出,采用了定位轴通孔抽风的模具结构排毒烟形式。结果表明,两侧带凸台头盔外壳激光切割夹具的设计保证了切割运动顺利进行,消除了切割所产生毒烟对人体的侵害问题。

头盔壳体用复合材料增强织物研究进展

鉴于传统铺层复合材料头盔壳体的结构缺陷,梳理了针对复合材料头盔壳体整体增强织物开展的研究工作,重点总结了2.5维角联锁织物、纬编双轴向织物、经编多轴向织物3种典型增强织物的结构、织物的成型性,纤维增强复合材料冲击及抗弹性能等方面的研究成果,对比了织物的变形机制与复合材料的能量吸收系数。结果显示:纬编双轴向织物变形能力均衡,成型性好,抗冲击性能优异,更适宜用作头盔壳体增强织物;同时针对织物结构与成型性之间的关系,织物结构和变形对其复合材料冲击性能的影响等,指出存在问题和进一步研究的方向。

多个凸台形体头盔外壳成型钻模的设计与制造

对于具有多个凸台形体头盔外壳成型模的结构,为了避免出现聚胶、脱胶和气泡等缺陷,成型模必须在具有凸台形体处采取刚性压块的结构。这样,通过橡胶袋充入的压缩空气作用于刚性压块,刚性压块又将压力传递给头盔外壳壁。利用刚性压块与成型模型腔之间的均匀间隙,可将壁中空气和多余粘接剂通过钻套孔排出模腔,以达到无聚胶、无脱胶和无气泡等壁厚的头盔外壳。为了避免壁厚出现皱褶缺陷,可将玻璃布剪开成若干条缝,以实现玻璃布搭接的形式而成型橄榄球形状。实践已经证明这种模具结构和裱糊的方法,是能够成型合格的头盔外壳。

多重要素类型的综合分析法在成型模结构设计方案中的应用

头盔外壳产品是一典型多重同种要素的成型案例。根据模具结构方案3种分析方法的原理,可采用一种刚性袋压成型的工艺方法,而模具则需要采用多个分型面对存在"障碍体"的型芯、型腔型面进行多次分模的结构。只有如此才能够确保头盔外壳顺利地成型与脱模以及型芯、型腔能进行正常地分模,并可确保头盔外壳的质量达到技术要求。

多个凸台形体头盔外壳激光切割夹具的设计与制造

激光切割夹具,是连接多个凸台形体头盔外壳和激光切割设备的重要工艺装备。激光切割夹具结构的设计,除了要具有常用夹具的设计原则之外;还需要考虑到夹具结构不能影响到激光切割运动顺利地进行和不能让激光切割到夹具的零部件实体;还要考虑到抽风机排除有毒气体和便于操作人员在切割过程中的观察;同时,夹具的制造还需要能保证定位孔位的精度要求。只有做到上述几点要求,才能确保激光切割夹具设计与制造的成功。

纤维增强复合材料防弹头盔壳体的研究进展

面对战场上日益升级的防护需求,防弹头盔盔壳不断向轻量化高防护的方向发展。本文针对目前国内外纤维增强复合材料防弹头盔盔壳的相关研究,综述了其材料与防护机理的研究进展,分析并总结了其设计方案与成型工艺、评价标准与指标以及目前面临的难点问题等,并对纤维增强复合材料防弹头盔的发展趋势进行了展望。

芳纶角联锁织物复合材料头盔壳体的成型工艺

与大多数复合材料头盔壳体的设计方案不同,本文将不通过二维织物的层层叠加平铺复合成型头盔壳体,而是使用三维织物头盔壳体一体成型的制作工艺。以五层经角联锁为织物基本组织结构,在小样机上将1500D的芳纶长丝织造出三维角联锁宽幅织物,同时使用环氧树脂、稀释剂、三乙烯四胺及丙酮作为增强相,采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺(VARTM)将平铺在模具上的织物进行复合。运用此种复合工艺可使织物更高效的一体成型出平滑的头盔壳体。工艺优点为成品高耐冲击,低模具成本,一体成型,尺寸精准,产品开发周期短。最终织物平铺均匀且成品无褶皱,效果美观且实用。

抗低速冲击纺织复合材料头盔壳体研究进展

为深入了解和提高抗低速冲击纺织复合材料头盔壳体性能,对比分析了纺织复合材料头盔壳体的二维、三维预制件结构特征及其在头盔壳体应用过程中存在的优缺点,介绍了模压法、气囊加压法和真空袋压法3种复合材料头盔壳体成型工艺及其产品特点,并从头盔壳体的抗冲击性能指标、性能测试以及数值模拟3个方面重点总结了纺织复合材料头盔壳体抗冲击性能研究的最新进展;最后在已有研究基础上,针对纺织复合材料抗低速冲击头盔壳体研究的不足,提出可开发一体成形头盔壳体预制件并探究成型工艺对头盔壳体性能的影响,以及重点研究复合材料头盔壳体低速冲击损伤机制。

三维角联锁织物增强头盔壳体的制备及其抗冲击性能研究

以168 tex芳纶长丝织造的三维角联锁织物为增强材料,采用真空辅助悬垂技术(VADT)和真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺相结合的方法,制作整片织物增强的头盔壳体,并测试头盔壳体的抗冲击性能。结果表明:头盔顶部的曲率较侧面和后部大,具有更好的冲击防护性能;单层头盔壳体顶部的能量吸收率可达69.81%,力衰减系数可达26.09%;在相同的冲击能量作用下,双层头盔壳体表现出较单层头盔壳体更好的抗冲击性能。

复合材料轻型头盔外壳成型模设计

通过分析复合材料轻型头盔外壳零件的结构特点及性能要求,模具结构采用柔性气囊袋压成型内型面,消除了脱模困难的因素。采用局部凸模压块来成型零件局部凸起,有效地解决了成型缺陷问题。采用机械开、合模机构,提高了成型效率。该模具操作方便,降低了工人的劳动强度,提高了生产效率。经生产实践证明,模具结构合理,满足了轻型头盔外壳结构具有可设计性的成型要求,成型的零件质量稳定可靠。

复合材料头盔外壳热压罐成型模设计

通过分析复合材料头盔外壳零件的结构特点及性能要求,采用复合材料热压罐成型技术,保证复杂型面成型。模具结构合理分型分块,保证模具精度及脱模。经生产实践证明,该模具结构合理,操作方便,满足具有复杂型面头盔外壳的成型要求,成型的零件质量稳定可靠。

复合材料头盔壳体用超薄层合板冲击后的压缩性能

使用[0°/0°/0°]T、[45°/0°/45°]T两种铺层角度将碳纤维经面缎纹织物、碳纤维平纹织物预浸料、不同面密度芳纶纬编双轴向织物(MBWK)三种增强材料混杂铺层,制备出厚度为1.30 mm的复合材料头盔壳体用超薄层合板。测试分析了层板冲击后的压缩性能,用C扫描超声波检测仪测试了层合板冲击损伤图像,使用Image Pro Plus图像分析软件计算出不同冲击条件下的超薄层合板冲击损伤面积,研究了增强体结构类型、铺层角度对超薄复合材料层合板冲击后压缩性能的影响。结果表明,使用铺层角度为[45°/0°/45°]T的增强体结构可抑制层板沿纤维方向的冲击损伤裂纹的扩展,但是冲击点损伤破坏严重;纬编双轴向织物的面密度越大,则层板冲击后的凹坑深度越小。与其他铺层结构相比,当铺层角度为[0°/0°/0°]T时底层为碳纤维预浸料、中间层纬编双轴向织物面密度为630 g/m2、面层为碳纤维经面缎纹织物的复合材料超薄层板的冲击损伤面积与凹坑深度均最小,分别为225.28 mm2、0.16 mm,其剩余冲击后压缩强度达到最大值97.43 MPa,压缩强度保持率75.72%。这种结构,具有优异的冲击后压缩性能。