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Caschetti Stampati 3D per salvare le vite degli atleti

Progetti, studi e ricerche vengono costantemente sviluppate grazie a progettisti che lavorano con impianti stampa 3D in AM.

Le lesioni alla testa sono state sempre viste come uno dei problemi principali per la NFL (Football Americano). La preoccupazione per i giovani, ma anche per i giocatori adulti, che possano avere un alto rischio di lesioni alla testa è sempre viva. Il football americano è uno sport nel quale il contatto è costante e spesso traumatico rispetto a molti altri sport.

Il contatto usando la testa è prevalente rispetto ad altri sport simili, come il rugby, con un aumento dei rischi connessi. L’encefalopatia traumatica cronica (CTE), una malattia derivante da ripetute lesioni cerebrali, spaventa il football americano in quanto la pratica del football ameticano è spesso connessa a una maggiore probabilità di contrarre questa malattia in chi lo pratica.


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Problemi da risolvere con la stampa 3D?

Il timore che questa problematica porti sempre più potenziali giocatori verso altri sport ha spinto la NFL a cercare delle soluzioni.
Dopo aver per lungo tempo nascosto il problema la NFL sembra ora maggiormente proattiva e sta vagliando le tecnologia adatte per risolvere il suo problema attraverso la NFL Helmet Challenge.

Una sfida nella quale vari team di altissimo livello potranno creare e inviare nuovi modelli di casco per i test. I vincitori avranno la possibilità di vincere un milione di dollari e l’occasione di lanciare il proprio prodotto nel settore dei caschi. La sfida risulta ancora più affascinante e interessante in quanto molti team utilizzano la stampa 3D.

Partecipanti al progetto di ricerca e sviluppo con stampanti 3D


Questi i partecipanti al challenge:
Christopher Yakacki | Impressio, Inc. e CU Denver
Denver, Colorado

Impressio, Inc. e CU Denver, facendo affidamento sulle proprie ricerche nel campo della scienza dei materiali e sulla produzione additiva, stanno cercando di creare elmetti a dissipazione di energia senza precedenti utilizzando elastomeri cristallini liquidi ultra dissipativi (LCE) e design reticolari per le fodere per elmetti specifiche per ogni giocatore da stampare in 3D in modo tale da ridurre le commozioni cerebrali. Questo progetto è supportato da partner tra cui EOS, nTopology e Schutt.


Xenith, RHEON, BASF, Università di Waterloo | Xenith Project Orbit
Detroit, Michigan

Xenith, leader del settore delle attrezzature sportive, sta cercando di riunire esperti in biomeccanica sugli infortuni, produzione additiva, scienza dei materiali, progettazione e modellizzazione e ottimizzazione computazionale – BASF, RHEON Labs e The University of Waterloo – per creare una nuova soluzione per la gestione dell’energia e la migliore esperienza sul campo per l’atleta.


Eric Wagnac (ETS) e Franck LeNaveaux | Kollide
Montreal, Québec

Il consorzio Kollide unisce l’esperienza dei ricercatori accademici (ETS) e quattro società innovative con sede a Montreal (Kupol, Tactix, ShapeShift3D, Numalogics) che stanno cercando di utilizzare il loro design virtuale e l’approccio di stampa 3D non planare per creare caschi personalizzati con una fodera ottimizzata per assorbire e reindirizzare l’impatto.


Matthew Panzer | UVA, Nama Development e Topologica, Inc.
Charlottesville, Virginia

Il Dr. Panzer e i suoi collaboratori stanno cercando di utilizzare il loro innovativo metamateriale in schiuma per progettare un nuovo strato di assorbimento di energia in un casco che ridurrà al minimo il rischio di commozione cerebrale


È da notare che tra questi team Impressio, Xenith e Kollide hanno in programma di utilizzare la stampa 3D nei loro modelli di caschi. Il team di Kollide include Kupol, che in precedenza ha realizzato un casco stampato in 3D usando la tecnologia MJF.
Tutti i design includono funzionalità uniche. Ad esempio, i caschi PA 12 Kupol hanno “paraurti cinetici” al loro interno

Prestazioni in aumento grazie alla stampa 3D
La sicurezza negli stadi per gli atleti migliora grazie agli studi fatti con stampanti 3D.

Prototipazione e Produzione Rapida

L’esempio di Kupol illustra perché la stampa 3D è una tecnologia così attraente per i caschi. È facile passare da un’idea a un prototipo, ovviamente, con al possibilità in futuro di individualizzare i caschi. La capacità di creare molte geometrie variabili con effetti diversi, in questo caso protettivi, è un aspetto unico della tecnologia additiva. Una macchina, un materiale, un processo ma diverse durezze, strutture diverse e diverse risposte agli impatti.


I partner dell’alleanza di Kupol includono numalogics, che utilizza rappresentazioni di esseri umani virtuali per migliorare i prodotti di sicurezza. Offrono una sorta di manichino digitale per crash test che puoi utilizzare per testare e accelerare il processo di sviluppo dei dispositivi di sicurezza.

Shapeshift3D sviluppa software di personalizzazione che può aiutare il team a creare caschi unici per teste uniche. Infine Tactix è una società di design industriale specializzata in abbigliamento sportivo e protettivo.

Un altro team vincente è guidato da Xenith , un’azienda che produce da tempo caschi e indumenti protettivi e che collabora con BASF, che ha fatto investimenti significativi nella stampa 3D.

Questa squadra è coadiuvata da Rheon Labs, un’azienda che produce dispositivi di sicurezza con un materiale morbido che si indurisce all’impatto. Il loro approccio incorpora polimeri morbidi, protettivi, resistenti agli urti e alla velocità di deformazione negli indumenti, pronti a reagire e proteggere quando necessario.

Struttura organica e mista

Il punto cruciale è tuttavia che formano una “cellula di controllo dell’energia unica che ammortizza gli impatti a bassa velocità, ma che si rafforza in modo intelligente per gli impatti ad alta velocità” in cui “le cellule si comprimono per assorbire l’impatto lineare e tagliare per controllare in modo ottimale l’energia dell’impatto rotazionale, riducendo il conseguente accelerazione della testa.

La società ha utilizzato stampi stampati in 3D per rendere questo effetto più localizzato e pronunciato, creando un casco leggero che dovrebbe proteggere meglio i giocatori.

Struttura protettiva anti-urto stampa 3D
Strutture nuove con mix di materiali fanno progredire la ricerca nello sviluppo di prodotti più sicuri.

Il team EOS, Impressio, n Topology e Schutt combina l’esperienza di sinterizzazione dei polimeri EOS con il software di modellazione di nTopology e l’esperienza di Schutt nella progettazione di caschi. Impressio è un’azienda specializzata nell’utilizzo di elastomeri a cristalli liquidi (LCE) per la dissipazione di energia e altre nuove applicazioni.

Gli LCE sono materiali molto all’avanguardia che possono comportarsi in modo molto simile alla gomma, come un polimero o come cristalli liquidi e possono cambiare radicalmente il loro comportamento in base alle diverse condizioni.


Questo team sta lavorando su fodere per casco che dissipano energia utilizzando la schiuma digitale EOS. Digital Foam è una combinazione di EOS che collabora con nTopology per sviluppare un metodo mediante il quale le aziende possono utilizzare le schiume digitali.


La schiuma ha il potenziale per estendere la portata della stampa 3D nel regno flessibile, dove finora non si è stati in grado di avere un grande impatto perché i materiali non sono durevoli, morbidi o abbastanza resistenti.

Il TPU sta iniziando a emergere in desktop, MJF e sinterizzazione. Più prodotti simili a schiuma, gomma ed elastomeri potrebbero essere un grande vantaggio per il mercato della stampa 3D


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tradotto da www.3dprint.com

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