Page 42 - ITM Jahresbericht 2021

Jahresbericht 2021

135°

90°
Carbon- Nylon mit
45° faserver- Mikrocarbon-
stärkung fasern
0°

Textil

Abb. 3: Schliffbild eines additiven Drucks auf Textil – Carbonfaserverstärkung, umschlossen von Nylon versetzt mit
Mikrocarbonfasern / Micrograph of additive printing on textile – carbon fiber reinforcement surrounded by nylon

Ein Prüfkörper aus Nylon, versetzt mit Mikrocar-
bonfasern ohne zusätzlicher Faserverstärkung,
reicht nicht aus, um einen Messerdurchstich von
20 mm zu verhindern. Die Kombination aus Nylon
und Kevlar bietet ebenfalls keinen ausreichenden
Schutz, die durchschnittliche Durchstichtiefe liegt
bei 45,3 mm. Die besten Ergebnisse konnten mit
der Kombination aus Nylon und einer Carbonfaser-
Verstärkung erreicht werden. Durch Anpassung der
Dicke wurde der Faservolumenanteil der Carbonfa-
ser-Verstärkung erhöht. Bei einer Dicke von 4 mm
aus Nylon-Matrix mit zusätzlicher Carbonfaser-Ver-
stärkung beträgt der Durchstich 15,6 mm und liegt
unter dem Normwert von 20 mm. In dieser Materi-
alkombination und Dicke wurde zusätzlich eine run-
de Geometrie einem Stichtest unterzogen. Geprüft
wurde, in wie fern eine runde Probengeometrie die
auftreffende Energie besser absorbiert und dadurch
den Durchstich minimiert. Die Ergebnisse zeigen,
dass eine runde Probe mit annähernd vergleichba- Abb. 4: Nach einem Durchstichversuch eines Prüfkörpers
rer Durchstichtiefe (14,9 mm) durchdrungen wird. mit vergrößerter Auflagefläche zum Fixieren des Prüf-
körpers / After a penetration test of a test sample with an
enlarged contact surface for fixing the sample
Zusammenfassung und Ausblick
Mittels der additiven Drucktechnik konnte der per anzupassen. Die Abbildung 5 zeigt einen 3D-Scan
Durchstich eines Normmessers mit einer Energie eines Probanden mit den unterschiedlichen Krüm-
von 25 Joule absorbiert und das Messer abgebremst mungsradien der verschiedenen Körperbereiche. In
werden. Die besten Ergebnisse konnten mit Nylon den roten Bereichen ist die Krümmung höher als in
mit Mikrocarbonfasern und einer Carbonfaser-Ver- den grünen und blauen Bereichen. Kleine Schutzflä-
stärkung erreicht werden. Hierbei beträgt die maxi- chen (Schuppen) sind in den roten Bereichen nötig,
male Durchstichtiefe 15,6 mm. Die Abstimmung wohingegen in den blauen Bereichen die Struktur-
von Materialkombinationen, Faserorientierung und elemente größer konstruiert und gedruckt werden
Dicke beeinflussen maßgeblich die Durchstichtiefe. können. Die individuelle Anpassung der Schutzele-
Die bisherigen Ergebnisse und Parameter werden mente und der Schuppen an den Körper mittels
im Weiteren dazu genutzt, Schutzobjekte in Form additiver Fertigung erlaubt es, maßgeschneiderte
von Schuppen zu konstruieren. Eine Skalierung der Schutzkleidung aus dem 3D-Drucker herzustellen.
Schuppen und die Flexibilität der additiven Fertigung Dies erhöht den Tragekomfort bei gleichzeitig hoher
erlauben es, Schutzflächen individuell auf den Kör- Schutzwirkung.

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