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专利号: 202111578959X
申请人: 乐清市智能装备与制造研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-02-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种防弹头盔,其特征在于,包括头盔本体(100)、防护罩(200)和绑带(300);

所述防护罩(200)连接在所述头盔本体(100)的前侧面,所述绑带(300)连接所述头盔本体(100)的底部;

所述头盔本体(100)包括防护层(101)、隔热层(102)和内衬层(103);所述防护层(101)、隔热层(102)、内衬层(103)由外至内依次贴合连接;

所述防护层(101)为连续碳纤维复合材料;

所述隔热层(102)为连续玻璃纤维复合材料(1021)。

2.根据权利要求1所述的防弹头盔,其特征在于,所述连续碳纤维复合材料为实心连续碳纤维(1012)与中空连续碳纤维(1011)的复合材料。

3.根据权利要求2所述的防弹头盔,其特征在于,所述连续碳纤维复合材料中的实心连续碳纤维(1012)与中空连续碳纤维(1011)之间的数量比在2:1至4:1之间。

4.根据权利要求3所述的防弹头盔,其特征在于,所述中空连续碳纤维(1011)的内部设有快速凝固粘结剂;

所述快速凝固粘结剂为α-氰基丙烯酸乙酯、增粘剂、稳定剂、增韧剂、阻聚剂的混合体。

5.根据权利要求4所述的防弹头盔,其特征在于,所述内衬层(103)为热塑性聚氨酯弹性体橡胶,且内衬层(103)与头部接触的表面设有凹凸透气结构(1031)。

6.一种基于3D打印技术防弹头盔的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:a.头盔本体建模

分别对防护层(101)、隔热层(102)、内衬层(103)的形状、尺寸的进行设计建模;

b.生成打印路径控制代码

分别对防护层(101)、隔热层(102)、内衬层(103)生成路径控制代码;

c.打印制造

首先,采用熔融沉积成型工艺打印热塑性聚合物内衬层(103),内衬层(103)打印完成;

其次,采用激光辅助熔融工艺在内衬层(103)的外表面铺放连续玻璃纤维,形成隔热层(102),隔热层(102)打印完成;

最后,采用激光辅助熔融工艺在隔热层(102)的外表面铺放连续碳纤维防护层(101),直至防护层(101)打印完成;

d.添加粘结剂与封装

向已打印好的防护层(101)的内部中空连续碳纤维(1011)中加装粘结剂并密封;

e.后处理

在打印好的头盔本体(100)外部添加防护罩(200)、绑带(300)等附属部件,最终获得防弹头盔产品。

7.根据权利要求6所述的基于3D打印技术防弹头盔的制造方法,其特征在于,在所述步骤a中,头盔建模方法包括:直接建模和逆向建模;

所述直接建模方法,需事先获得模型参数;

所述逆向建模方法,采用扫描仪获取佩戴人员头部轮廓形状点云,然后对点云数据进行处理,提取获得内衬层表面形状,然后通过偏置方法创建一定厚度的内衬层,最后依次创建隔热层层、防护层三维模型。

8.根据权利要求7所述的基于3D打印技术防弹头盔的制造方法,其特征在于,在所述步骤c中,所述防护层(101)中连续碳纤维复合材料、所述隔热层(102)中连续玻璃纤维复合材料(1021)均为厚度为0.2mm,宽度为6.3mm的热塑性聚合物基预浸带。

9.根据权利要求8所述的基于3D打印技术防弹头盔的制造方法,其特征在于,在所述步骤c中,所述防护层(101)中的连续碳纤维复合材料包含若干相互交叉层叠的连续碳纤维热塑性聚合物基预浸带。

10.根据权利要求9所述的基于3D打印技术防弹头盔的制造方法,其特征在于,在所述步骤c中,所述隔热层(102)中的连续玻璃纤维复合材料(1021)包含若干相互交叉层叠的连续玻璃纤维热塑性聚合物基预浸带。