Chinees bobsleeteam draagt 3D geprinte helm
Farsoon print rasterbinnenwerk met nieuw TPU dat bij -35 graden flexibel blijft
Het Chinese bobsleeteam op de Olympische Spelen draagt een speciaal voor het team ontwikkelde bobslee helm: het binnenwerk is een gepersonaliseerde rasterstructuur. Via lokaal hogere materiaaldichtheiden biedt dit een optimale bescherming. Deze structuur is 3D geprint met een speciaal TPU van het Chinese Wanhua Chemical. Dit materiaal blijft zelfs bij temperaturen tot -35 graden C elastisch en flexibel. Farsoon Technologies heeft hiermee op de dual laser Flight-Technology SLS printer het binnenwerk geprint.
De bobslee helm is vanaf het begin ontwikkeld voor 3D printen. “Mechanische sterkte, gewichtsreductie en een aanpasbare pasvorm, dat zijn de drie sleutelfactoren om tot de beste prestaties van de helm te komen”, zegt Associate Professor Li Nan van de Chinese Dongguan University of Technology. Hij heeft het team dat de helm ontwikkelde aangestuurd.
3D printen aangewezen technologie
Farsoon Technologies is vanaf het begin bij het project betrokken geweest. Want, zo vervolgt Li Nan: “Vergeleken met traditionele productietechnieken biedt 3D printen ons meer mogelijkheden voor design optimalisatie en customization.” Met z’n drieën, de universiteit, Farsoon en materiaalproducent Wanhua Chemical, hebben ze een het compleet nieuw concept voor de bobslee helm ontwikkeld. De kern van het concept is een rasterstructuur. De precies passende vorm van de structuur wordt gegenereerd aan de hand van een scan van het hoofd van de bobslee atleet.
De rasterstructuur bestaat namelijk uit meerdere lagen en bufferzones met verschillende hardheidsniveaus. Zones met hoger risico op botsing, hebben meerdere zones met verschillende dichtheden.
Verschillende materiaaldichtheden
Vergeleken met de standaard schuimhelmen die beschikbaar zijn in beperkte maten en pasvormen, maakt de nieuwe generatie van de helm gebruik van 3D scanning. Daarmee worden de data verzameld voor het aanpassen van het rasterontwerp van de helmvoering. Daarmee heeft elke atleet z’n eigen helm met een optimale pasvorm. Hierdoor verbetert het draagcomfort. De helm is ook veiliger. De rasterstructuur bestaat namelijk uit meerdere lagen en bufferzones met verschillende hardheidsniveaus. Zones met hoger risico op botsing, hebben meerdere zones met verschillende dichtheden. Deze kunnen de krachten bij een eventuele botsing heel goed absorberen. Deze impactzones zijn ontworpen om weerstand te bieden aan de verschillende impactkrachten.
Helm weegt slechts 1100 gram
De 3D geprinte rastervoering weegt, samen met de koolstofvezel schaal, slechts 1,1 kg. Dit is een gewichtsbesparing van 500 gram ten opzichte van de traditionele schuimhelm. Als materiaal heeft Farsoon het nieuwe TPU van Wanhua Chemical gebruikt, TPU-PU95AP. Het Chinese chemieconcern heeft dit materiaal speciaal voor deze toepassing ontwikkeld voor het SLS-proces van Farsoon. Yang Jie, Strategisch R&D Manager van Wanhua Chemical. “We hebben de uitdagende technische problemen opgelost, zoals laserabsorptie en het opnieuw coaten van poeder voor de verwerking van TPU-materiaal; en we hebben goede fysische eigenschappen bereikt, waaronder elasticiteit en flexibiliteit, zelfs bij een temperatuur zo laag als -35°C.”
Links het binnenwerk van de nieuwe helm, rechts een traditionele helm die 500 gram meer weegt en niet gepersonaliseerd is. 
3D printen twee binnenwerken vergt 7,5 uur
Hij wijst verder op de open parameter strategie van de Farsoon SLS printer. Doordat men toegang heeft tot de instellingen, is de printstrategie via meerdere testen verder geoptimaliseerd voor een balans tussen mechanische eigenschappen en gewichtsbesparing. De Farsoon 403P 3D print twee binnenwerken voor de helmen in één build (bouwvolume 400 bij 400 bij 450 mm), die zo’n 7,5 uur in beslag neemt dankzij de beschikbaarheid van twee fiber lasersbronnen van elk 300 W en twee optische systemen.
De nieuwe bobslee helm heeft al GB en Europese (ECE) goedkeuring en voldoet aan de eisen van de Federation Internationale De Ski (FIS).
