탄소 섬유 헬멧의 안전 보호 원리 : 혁신적인 재료가 라이더를 보호하는 방법

고속 라이딩, 익스트림 스포츠 또는 일일 통근에서 헬멧은 헤드 안전을위한 중요한 보호 장비입니다. 재료 과학의 빠른 발전으로 전통적인 플라스틱 또는 금속 헬멧이 점차 대체되고 있습니다. 고성능 복합 재료. 탄소 섬유 헬멧, 우수한 물리적 특성으로 인해 프로 운동 선수와 고급 사용자에게 최고의 선택이되었습니다.

1. 탄소 섬유의 분자 구조 : 미세 수준에서 보호 장점 분석

탄소 섬유의 기본 단위는 직경 5-10 마이크로 미터의 탄소 원자 결정으로 구성됩니다. 고온 탄화 및 수지 경화를 통해 층 구조를 형성합니다. 이 분자 설계는 탄소 섬유 몇 가지 필수 성능 기능을 제공합니다.

높은 강도 대 중량비 : 탄소 섬유의 밀도는 1.6G/cm³, 약 1/4의 강철이지만 인장 강도는 강철의 10 배 이상 5000mpa에 도달 할 수 있습니다. 이를 통해 고속 충돌 동안 생성 된 막대한 충격력에 효과적으로 저항 할 수 있습니다.

이방성 강인성 : 탄소 섬유의 층간 배열은 방향성이므로, 재료는 영향을받을 때 층에 의해 에너지 층을 흡수하여 갑작스런 골절을 방지합니다.

우수한 피로 저항 : 탄소 섬유 재료는 장기간의 진동 또는 반복적 인 충격 하에서 변형되지 않으며, 전통적인 헬멧 재료의 수명을 훨씬 능가합니다.

엔지니어의 설명

“탄소 섬유 헬멧의 보호 설계 개념은 '어려운'접근 방식을 '연화'하여 충격을 흡수하는 것입니다. 충돌이 발생할 때, 재료는 제어 가능한 변형을 겪게하여 충격력을 점차적으로 분산시킨다. 동시에, 내부 벌집 구조는 스프링처럼 작용하여 무대에서 쿠션이어서 궁극적으로 인체가 견딜 수있는 안전한 임계 값 내에서 충격력을 제어합니다.”

2. 탄소 섬유 헬멧의 "트리플 보호 설계"

탄소 섬유의 고유 한 특성을 기반으로, 탄소 섬유 헬멧의 보호 설계는 세 가지 주요 층으로 나눌 수 있습니다.

외부 쉘 레이어 : 강성 방어 탄소 섬유 외부 쉘은 헬멧의 첫 번째 방어선입니다. 그것은 강한 천자 저항을 가지고 있으며, 돌과 금속 조각과 같은 날카로운 물체를 효과적으로 방어합니다. 또한, 표면 수지 코팅은 마찰을 감소시켜 충돌 중 회전 영향을 최소화하여 뇌진탕을 예방하는 데 도움이됩니다.

쿠션 층 : 에너지 흡수 쉘과 내부 안감 (일반적으로 EPS 또는 EPP 폼으로 만들어진) 사이의 쿠션 층은 잔류 충격 에너지를 추가로 흡수합니다. 외부 쉘이 충격을 분산시킨 후, 쿠션 층은 압축 변형을 통해 나머지 에너지를 흡수합니다. 탄소 섬유의 가벼운 특성 덕분에 헬멧에 상당한 무게를 더하지 않고 쿠션 층의 두께를 증가시킬 수 있습니다.

내부 안감 층 : 편안함과 안정성 내부 안감은 일반적으로 항균 및 통기성 직물 재료로 만들어지며 머리의 곡선에 정확하게 맞습니다. 또한 탄소 섬유의 열전도율이 낮 으면 헬멧이 뜨거운 환경에서 헤드를 시원하게 유지하여 라이더가 과열로 인해 헬멧을 제거하지 못하게합니다.

사례 비교

50km/h 충격 테스트에서, 전통적인 ABS 플라스틱 헬멧은 충격력을 헤드로 전달하며, 테스트 결과는 힘이 250g에 도달하여 안전 임계 값 (200g)을 초과하는 것을 보여줍니다. 대조적으로, 동일한 조건 하에서, 탄소 섬유 헬멧의 충격력은 180g에 불과하고, 외부 쉘은 그대로 유지되며, 쿠션 층은 변형의 70%를 회수한다.

3. 탄소 섬유 헬멧의 추가 장점

우수한 안전 성능을 넘어서, 탄소 섬유 헬멧도 다른 몇 가지 주목할만한 이점을 제공합니다.

가벼운 디자인

탄소 섬유 헬멧의 무게는 280-350g에 불과하며, 전통적인 헬멧 (450-600g)에 비해 목 변형을 크게 감소시킵니다. 이것은로드 레이싱 및 산악 자전거와 같은 장기 타기에 특히 도움이됩니다.

공기 역학적 최적화

탄소 섬유의 높은 가소성으로 인해 헬멧은 복잡한 곡선 모양으로 설계 될 수있어 바람 저항이 크게 감소합니다. 전문 팀 테스트에 따르면 탄소 섬유 헬멧은 40km/h의 속도로 에너지 소비의 약 5%를 절약합니다.

환경 지속 가능성

BasaltmsSolutions는 혁신적인 열가소성 탄소 섬유 재활용 기술을 사용합니다. 여기서 오래된 헬멧은 스포츠 장비 부품으로 분해되어 자원 폐기물을 줄이고 지속 가능한 개발을 촉진 할 수 있습니다.

4. 탄소 섬유 헬멧의 미래 추세

지속적인 기술 발전으로 탄소 섬유 헬멧의 적용이 확장되고 있습니다.

지능형 통합

탄소 섬유의 전자기 차폐가 약해지면 헬멧은 센서를 쉽게 통합하여 실시간으로 충격 데이터를 모니터링하여 모바일 앱을 통해 잠재적 위험 경보를 제공 할 수 있습니다.

산업 간 애플리케이션

탄소 섬유 재료는 자전거 헬멧뿐만 아니라 오토바이 헬멧, 소방관 헬멧 및 기타 필드에서도 우수한 성능을 발휘합니다 (일부 모델은 단기적인 고온을 최대 300 ° C까지 견딜 수 있습니다).

비용 민주화

생산 공정 (예 : 자동 필라멘트 권선 기술과 같은)의 지속적인 최적화로, 탄소 섬유 헬멧의 비용은 원래 수만 RMB에서 2000-5000 RMB로 크게 감소하여 일반 대중이 점점 더 접근 할 수있게되었습니다.

5. 탄소 섬유 헬멧을 올바르게 선택하고 유지하는 방법은 무엇입니까?

선택 팁 :

EN 1078, CPSC 또는 MIPS 인증이있는 헬멧을 선택하여 국제 안전 표준을 준수하십시오.

헬멧 라이닝이 제거 가능하고 세척 할 수 있는지, 환기 구멍이 탄소 섬유 층과 통합되어 약한 결합 지점을 피하십시오.

유지 보수 및 do nots :

수지 코팅을 부식시킬 수 있으므로 헬멧을 아세톤과 같은 유기 용매에 노출하지 마십시오.

헬멧이 손상되지 않더라도 내부 구조가 손상되었으므로 충돌 후에 교체해야합니다.

탄소 섬유 헬멧은 재료 과학의 최신 발전을 나타내는 것뿐만 아니라 라이더의 안전에 대한 깊은 관심을 보여줍니다. 현무암의 an 전문 복합재 공급 업체, 복합 재료 기술을 계속 혁신하고 발전시켜 사용자에게 가장 진보되고 가장 안전한 헬멧 보호 기능을 제공하기 위해 노력하고 있습니다. 자전거에서 오토바이, 극단 스포츠에서 일일 통근에 이르기까지 탄소 섬유 헬멧은 안전 표준을 재정의하고 있습니다.