VICIS і Carbon створюють 3D-друкований шолом для квотербеків НФЛ

VICIS, виробник футбольних шоломів, відомий розробкою конструкцій, що враховують безпеку, співпрацює з каліфорнійською компанією Carbon, що спеціалізується на адитивному виробництві, для розробки нової лінійки шоломів на замовлення з використанням ґратчастих структур, надрукованих на 3D-принтері. Результатом є ZERO2 MATRIX, модульна платформа шоломів, яка інтегрує найновіший ударопоглинаючий еластомер Carbon з власною ґратчастою геометрією VICIS. Ця технологія вбудована в VICIS ZERO2 MATRIX QB та ZERO2-R MATRIX TRENCH — шоломи для різних позицій, розроблені для врахування різних профілів ударів, з якими стикаються квотербеки та лайнмени.

У співпраці з дослідниками біомеханіки НФЛ та NFLPA вдосконалили протоколи тестування шоломів, щоб імітувати реальні удари, що виникають у іграх. Результати цих тестів щорічно публікуються у рейтинговому списку продуктивності. VICIS посіла п'ять перших позицій у рейтингу 2023 року, три моделі містили систему посадки MATRIX від Carbon, надруковану на 3D-принтері. Цього року НФЛ вперше використала позначення для захисту, спеціально призначеного для лінійних гравців. Лише два шоломи отримали це позначення: варіанти TRENCH від VICIS. Найвище оцінений серед них, ZERO2-R MATRIX ID TRENCH, включає ударопоглинаючу ґратчасту систему Carbon.

Щоб покращити продуктивність своєї існуючої моделі ZERO2, інженери VICIS перейшли до модульної системи на основі ґрат, яка могла б забезпечити як механічний захист, так і надійну посадку. Використовуючи власні 3D-принтери Carbon та моделювання методом скінченних елементів (FEA), команда оцінила кілька конфігурацій ґрат, перш ніж вибрати одиничну комірку гексаедра. Ця геометрія забезпечувала бажане поєднання початкової жорсткості та контрольованого вигину, двох властивостей, критично важливих для поглинання енергії під час удару.

Проблема заповнення вигнутих внутрішніх частин шоломів повторюваними ґратчастими візерунками призвела до використання програмного забезпечення Design Engine від Carbon. Плоских ґратчастих структур було недостатньо для відповідності анатомічним формам голови. Натомість VICIS та Carbon розробили об'ємну стратегію заповнення для підтримки однорідності у складних геометріях. Цей метод призвів до отримання регулярної ґратчастої структури з відкритими краями, яка потребувала додаткової підтримки. Вторинний сітчастий шар, нанесений вздовж зовнішньої поверхні ґратки, діяв як каркас для посилення структурної цілісності та покращення обробки поверхні.

EPU 45, нещодавно розроблений енергорозсіюючий еластомер від Carbon, послужив основним матеріалом для накладок MATRIX. Налаштований на чутливість до швидкості деформації, EPU 45 дозволив інженерам зменшити щільність, зберігаючи при цьому амортизацію. Це призвело до появи легших, більш дихаючих накладок зі швидшим часом друку, що сприяло зниженню виробничих витрат без шкоди для показників продуктивності.

Щоб забезпечити належну посадку та комфорт, VICIS покладається на сканування голови для формування внутрішньої частини шоломів під індивідуальні потреби гравців. Однак, визнаючи суб'єктивні відмінності в комфорті, VICIS пропонує спортсменам вибір профілів посадки. Ця гібридна система, що поєднує налаштування на основі даних із відгуками користувачів, створює адаптивну платформу, яка не ставить під загрозу довгострокову стабільність шолома.

З моменту запуску шолома ZERO1 у 2017 році, VICIS надала пріоритет швидкій ітерації над застарілими термінами проектування. Доступ до платформи адитивного виробництва Carbon дозволив створювати прототипи в режимі реального часу з матеріалів інженерного класу, що дозволило друкувати та оцінювати тестові зразки на місці протягом кількох днів. Цей цикл швидкої перевірки та редизайну сприяв становленню ZERO2 MATRIX як шолома вищого рівня як у загальних, так і в специфічних для позиції рейтингах безпеки NFL.