Casc Professional Plàstics

Quina relació hi ha entre portar un casc i els components de plàstic? Les carcassas del casc es fabriquen principalment amb plàstics modificats com ara làmines ABS. Com que la closca té impactes directes i danys externs, es converteix en un component bàsic que determina la seguretat del casc, fent que la seva selecció de material i disseny estructural sigui extremadament crític. A més, això representa un mercat potencial enorme.

Les estadístiques mostren que la propietat de vehicles elèctrics de dues rodes a la Xina supera els 250 milions d'unitats. Suposant que només el 20% dels motoristes ja porten casc, prop de 200 milions d'operaris encara circulen sense cap protecció. Si el consum mitjà de plàstic per a una carcassa d'un casc és de 500 grams, la demanda potencial de plàstic per als cascos elèctrics de dues rodes-es calcula a 100.000 tones mètriques.

Això planteja diverses preguntes clau: es poden utilitzar làmines d'ABS normals per a les carcassas del casc? Pot una prova de martell d'acer jutjar amb precisió la qualitat del casc? Sobreviure a una caiguda dura garanteix un rendiment superior del casc? Quins criteris regeixen la selecció del material del casc? Quins són els avantatges i els inconvenients dels diferents materials per a la producció de cascs? Per respondre aquestes preguntes, primer revisem els requisits bàsics dels estàndards de qualitat dels cascs.

Actualment, no existeix cap estàndard nacional específic per als cascs elèctrics de dues rodes-. Tenint en compte les tendències pràctiques de la indústria, és probable que les especificacions futures facin referència als estàndards del casc de moto. Aquesta anàlisi adopta el GB 811-2010Cascos de motociclista, que estableix requisits detallats per als cascs, com ara petxines, folre-absorbents d'energia, encoixinat de comoditat, sistemes de retenció i viseres. A continuació es mostren les disposicions clau de l'estàndard per als cascs:

Prova d'absorció d'energia d'impacte

Dues proves especificades a la norma estan directament relacionades amb el rendiment del material de la carcassa del casc. El primer és la clàusula 5.9 Prova de rendiment d'absorció d'energia d'impacte del casc. En aquesta prova, els cascs se sotmeten a un condicionament de temperatura extrema (50 graus , -20 graus ) o a una immersió en aigua i, a continuació, s'asseguren a un capçal de prova. De tres a quatre punts d'impacte designats s'acceleren en un banc d'impacte per colpejar encluses esfèriques o planes a una velocitat determinada. Els criteris de superació exigeixen que l'acceleració màxima transmesa a la forma del cap després de l'impacte es mantingui per sota d'un llindar especificat.

Aquest requisit requereix un excel·lent amortiment d'energia del casc; a diferència de l'acer rígid, no ha de transferir la força d'impacte total directament al cap de l'usuari. Els cascos moderns van evolucionar a partir del casc civil bàsic inventat per Franz Kafka (autor deLa Metamorfosi) el 1908, inspirant-se estructuralment en els cranis-resistents a l'impacte dels picot: una carcassa òssia delicada i flexible que envolta el cervell, a més d'un buit estret-omplit de líquid entre les meninges i el teixit cerebral. L'addició de revestiments d'escuma i capes-absorbents d'energia augmenta encara més l'amortiment i la dissipació d'energia.

Per tant, els materials han d'equilibrar una alta rigidesa amb una ductilitat controlada sota càrregues d'impacte instantànies. El plàstic nano-rebot que es mostra a continuació dissipa l'energia mitjançant un arrugat controlat, reduint de manera efectiva l'acceleració màxima durant les col·lisions.

Prova de resistència a la penetració

La segona prova de material-crític és la prova de resistència a la penetració del casc de la clàusula 5.10. Després de condicionar la temperatura o la immersió en aigua, el casc es fixa al seu lloc. Es deixa caure un con d'acer de 3 kg des d'una alçada d'1 m o 3 m (proporcionant 30-90 J d'energia d'impacte) per colpejar la capçalera-. Un resultat aprovat requereix que el con no perfori la closca i contacti amb la forma del cap subjacent. Això imposa estrictes exigències sobre la resistència a la punxada del material i la capacitat total d'absorció d'energia, la qual cosa requereix que les closques combinin una flexibilitat moderada amb una gran resistència estructural.

Que un casc compleixi aquests estàndards de prova depèn tant de les propietats del material com del disseny estructural. Els materials plàstics següents s'utilitzen àmpliament per als cascs: làmines d'ABS d'alt-impacte, làmines compostes de PC/ABS, barreges premium de PC/PBT i compostos de fibra de carboni. El seu rendiment segons els protocols de prova anteriors varia significativament.

Es va dur a terme una prova de punxada comparativa amb làmines d'ABS d'alt impacte, làmines compostes de PC/ABS i plàstic d'enginyeria de rebot nano-en condicions dures per simular la fallada de penetració del casc: Paràmetres de prova: gruix de làmina plana de 3 mm, temperatura de prova -30 graus, velocitat de punxada 6,6 m/s, martell de 1,2 mm, 2,3 mm de martell, 2,3 mm de diàmetre. kg. Resultats de la prova:

Les làmines d'ABS d'alt impacte-desenvolupen esquerdes fràgils de propagació extensives al voltant del forat de punxada;

Les làmines compostes de PC/ABS es van fracturar completament en dos grans fragments;

El plàstic nano-de rebot presentava un comportament de punxada dúctil, amb prou feines formades microesquerdes.

En les proves de resistència a la penetració, el plàstic Nano-rebote supera clarament les làmines d'ABS d'alt impacte-i de PC/ABS. El seguiment de l'absorció d'energia al llarg del temps després de la-punxada revela diferents modes de fallada: l'ABS d'alt-impacte, el PC/ABS i el PC/PBT estàndard pateixen una perforació trencadissa i cessen l'absorció d'energia un cop el martell penetra al material. En canvi, els ordinadors super-resistents i els plàstics nano-rebots pateixen una punxada dúctil; el material circumdant roman embolicat al voltant del martell després de la penetració i continua dissipant l'energia d'impacte.

Pel que fa a l'absorció total d'energia sota càrregues pesades: l'ABS d'alt impacte -absorbeix menys de 30 J, mentre que el plàstic Nano-rebote arriba a gairebé 140 J.

Aquesta prova de punxada només demostra que Nano-Rebound ofereix una resistència a la penetració i una absorció d'energia superiors per millorar la protecció del casc. No desqualifica els compostos ABS d'alt-impacte o PC/ABS, que segueixen sent materials de carcassa convencionals per als-cascos del mercat massiu.

Selecció racional del material

La selecció del material de la carcassa del casc requereix una avaluació completa del posicionament del producte, el grau de seguretat, el disseny estructural i el cost de producció. Les consideracions clau a l'hora d'especificar les làmines compostes ABS o PC/ABS es descriuen a continuació:

L'ABS de grau-general comporta un alt risc de seguretat; només s'admeten graus d'impacte-alts amb una resistència a l'impacte Izod dentada superior o igual a 400 J/m, amb especial atenció al rendiment d'impacte a baixa-temperatura.

Les carcassas d'ABS i PC/ABS gairebé sempre requereixen pintura superficial. Les pintures gravan químicament les superfícies de plàstic i degraden la resistència a l'impacte. Els materials seleccionats han de mantenir una alta tenacitat alhora que ofereixen una resistència química millorada compatible amb els processos de recobriment.

GB 811-2010 limita el pes màxim del casc a 1,6 kg per a la Classe A i 1,0 kg per a la Classe B. Molts estàndards interns de l'empresa exigeixen pes de 800 g o menys, i requereixen gruixos de paret més prims. Les-parets primes d'ABS i de PC/ABS corren el risc de fallar les proves de seguretat, la qual cosa requereix alternatives de rendiment més alt-com ara el plàstic Nano-Rebound.

Especificacions de rendiment del material