Metaalskuim | R&D van ballistiese beskermingstelsels vir moderne oorlogvoeringstoepassings

Wat is ballistiese materiaal? Waar word dit gebruik?
Die mees algemene harde wapenrusting sal keramiekplate as skerms gebruik, maar keramiek breek met impak en verloor sy energie vir volgehoue ​​gevegte. Die meeste metaalplaatwapens het dieselfde probleem van koeëls wat afskilfer by impak. Hierdie fragmente kan die draer van die wapenrusting beseer. Draers wat sekondêre wapenrustingpleisters op hul gesigte aanbring, kan baie ongemaklik wees en koste vir die individu, maatskappy of regering bydra. Die ontwikkeling van liggewig-gevegstegnologieë soos vliegtuie en amfibiese voertuie, sowel as die behoefte om die mobiliteit van grondmagte te verhoog, vereis ballistiese materiale wat steeds die gewig van pantser verminder terwyl ballistiese werkverrigting verbeter word.
Ballistiese skilde is beskikbaar in 'n verskeidenheid tipes en grade. Hierdie materiale word gebruik om glas, voertuigwapens, lyfwapens en skilde te beskerm. Gelamineerde plastiekplate bied 'n wye reeks beskerming, van gesertifiseerde verseëlde glas tot tersiêre ballistiese materiale. Ballistiese materiale is gewoonlik styf, maar kan ook sag wees. Hulle kan kompleks wees, soos Kevlar, UHMWPE, Lexan of koolstofveselsamestellings, of eenvoudig, soosaluminium, staal, titanium of ander legerings.
Met die vooruitgang van tegnologie het ballistiese lyfwapens radikaal verander. Die koeëlvaste onderhemdemark beleef 'n rewolusie wat veiliger en ligter is. Dit het 'n nuwe slagveld vir Composite Metal Foam (CMF)-tegnologie geopen, wat dit uit die gebied van mediese prosedures neem wat wissel van motorbuffers tot knievervangings.
Enkele of saamgestelde skuimmetale is hiervoor verantwoordelik - dit is strukturele skuim in die vorm van hol metaalsfere, wat as 'n kernmateriaal in ballistiese toestelle ingebed is, maar ook as tussenprodukte in komplekse toepassings soos pantserstaal, keramiek en veselbord. Die skuim stop nie net die hoë snelheid impak van koeëls en skulpe nie, maar verpletter hulle ook heeltemal. Selfs pantserdeurdringende koeëls, wat spesifiek ontwerp is om pantser deur te skeur, kan hulle nie binnedring nie.
Vir die vegter sluit skuimmetaal in persoonlike beskermende toerusting gebruik in:

• Algemene doel koeëlvaste baadjies
• Aktiewe swewende koeëlvaste baadjies
• Passiewe drywende koeëlvaste baadjies
• Taktiese ballistiese helms
• Ballistiese skouer- en sybeskerming pantserstelle
• Met visor en ruggraatbeskerming
• Ballistiese skilde

Vir swaar gepantserde instrumente sowel as oorlewingstoerusting word skuimmetaal vir 'n verskeidenheid toepassings gebruik, insluitend:

• Maak saamgestelde wapenrusting
• Maak mynbestande basisplate vir voertuie
• Die maak van militêre drop boxes

Wat is Foam Metal? Wat is Foam Metal en wat is die ongelooflike eienskappe daarvan?
Skuimmetaal is 'n poreuse metaalmateriaal wat 'n driedimensionele maasstruktuur in 'n metaalmatriks vorm. Aangesien daar baie porieë in diemetaal skuim, die grootte, aantal, eenvormigheid, konnektiwiteit en verseëling van die porieë beïnvloed die eienskappe daarvan. Parameters wat nou verband hou met die eienskappe van skuimmetale sluit in poriegrootte, totale porositeit, effektiewe porositeit, digtheid en spesifieke oppervlakarea.
Skuimmetaal, as 'n nuwe soort materiaal met beide metaaleienskappe en 'n paar spesiale fisiese eienskappe van nie-metaalmateriale, kry al hoe meer aandag. Die belangrikste eienskappe van skuimmetaal is soos volg:

• Ultra-ligte materiaal (75-95% van die volume bestaan ​​uit leemte)
• Baie hoë porositeit
• Hoë druksterkte gekombineer met goeie energie-absorpsie-eienskappe
• Lae termiese geleidingsvermoë
• Hoë sterkte

Impak energie absorpsie beginsel van skuim metale
Benewens kommersieel gebruik vir filtrasie, geraasvermindering, isolasie en katalisatordraers,metaal skuimis 'n sterk kandidaat vir toepassing in saamgestelde pantserstelsels op die gebied van energie-absorpsie.
As 'n ballistiese beskermingstoestel is skuimmetaal 'n liggewig, hoësterkte skuimmateriaal wat vervaardig word met behulp van hol metaalsfere wat in 'n soliede metaalmatriks ingebed is. Hierdie materiaal het uitstekende meganiese eienskappe getoon in vergelyking met enige ander metaalmateriaal. Hierdie voortreflike eienskappe van die skuimmetaal vang die energie vinnig vas teen hoë ballistiese snelheid impakte in vergelyking met kwasi-statiese laai.
Kommersieel beskikbare energieabsorbeerders, wat tipies kinetiese meganiese energie absorbeer deur dit teen 'n relatief konstante spanning oor 'n lang afstand saam te druk of af te buig, funksioneer ietwat soortgelyk aan vere, maar hulle bons terug, wat dit energiebergingstoestelle maak eerder as energieabsorbeerders.
Die poreuse struktuur van metaalskuim gee hulle 'n unieke spanning-rek-kromme; sodra die toegepaste spanning die ekstrusieplato oorskry, sal die skuim begin saamdruk teen 'n redelik konstante spanning tot ongeveer 50-70% vervorming. Die verlenging van die spanning/vervormingskurwe definieer die gedrag van 'n ideale energieabsorbeerder.

Hoe werk skuimmetaal op lyfwapens?
Daar is bewys dat skuimmetaal koeëlfragmente vasvang en jou teen enige sekondêre skade beskerm. Die meeste militêre lyfwapens gebruik 'n Kevlar-agtige materiaal as 'n agterlaag, wat gewoonlik as III-A gegradeer word en handwapenrondtes op sy eie sal stop. Sagte wapenrusting keer koeëls deur energie te versprei, en aangesien die meeste handwapenkoeëls nie so skerp soos geweerkoeëls is nie, moet jy hulle net vertraag sodat hulle nie jou vel binnedring nie. Die skuimmetaallaag is die pantser se skokbreker vir die hoërenergiekoeëls wat harde pantser benodig om te stop. Die uitbreidende struktuur van diemetaal skuimdra botsingsenergie baie minder doeltreffend oor as vaste komponente. In die impakarea pas die skuim maklik by die impakvoorwerp aan. Hierdie plastiese vervorming absorbeer plaaslik meganiese energie. In beide gevalle word baie min van die botsingsenergie deur die vaste stof geabsorbeer. Sommige mense kies ook om 'n derde laag agter die sagte pantser by te voeg, wat 'n traumakussing genoem word. Dit is 'n pad wat bestaan ​​uit lae nie-Newtonse vloeistof en vulling. Dit versag verder die impak van koeëlimpak op die draer.