Les joueurs de soccer (et tous ceux qui subissent des coups durs) voudront peut-être pousser un soupir de soulagement.
Dans le cadre de recherches récentes, des ingénieurs de l#39Université du Colorado à Boulder et des Sandia Nationwide Laboratories ont développé une nouvelle conception de rembourrage capable de résister à des impacts importants. Les innovations de l#39équipe, qui peuvent être imprimées sur des imprimantes 3D disponibles dans le commerce, pourraient un jour aboutir à tout, des caisses d#39expédition aux tapis de football – tout ce qui aide à protéger les objets ou les corps fragiles des chocs de la vie.
L#39équipe a décrit la technologie en janvier dans la revue « Innovative Products Technologies ».
« L#39atténuation des impacts est quelque chose d#39important partout », a déclaré Robert MacCurdy, auteur correspondant de l#39étude et professeur adjoint au département Paul M. Rady de génie mécanique de CU Boulder. « On le trouve dans les barrières de sécurité routières, les genouillères et les coudières, ainsi que dans les équipements d#39emballage. »
La recherche jette un nouveau regard sur quelque selected que la plupart des gens rencontrent tout le temps mais remarquent rarement : les mousses. Ce sont des matériaux spongieux remplis d’innombrables petits trous et canaux. Imaginez emballer des cacahuètes ou des balles anti-worry. MacCurdy a déclaré que les mousses peuvent être efficaces pour absorber les coups, mais elles présentent un inconvénient majeur : si vous pressez une mousse suffisamment fort, elle finira par se comprimer en une bourre rigide.
Lui et ses collègues pensent qu’ils peuvent faire mieux.
Dans la nouvelle étude, le groupe a écrit des algorithmes informatiques pour redessiner méticuleusement l#39intérieur des matériaux de rembourrage, leur permettant de se déformer sous l#39effet de la pressure, mais uniquement en suivant un modèle minutieux. Lorsque le groupe a testé ses conceptions en laboratoire, ils ont découvert que leur rembourrage pouvait absorber jusqu#39à 25 % de force en as well as que les technologies de pointe actuelles.
a déclaré MacCurdy. « Mais ce qui compte vraiment, c#39est la géométrie. »
Zoomer
Pour comprendre pourquoi certains coussins fonctionnent bien et d’autres non, il est utile de regarder au as well as profond de soi.
Ce qui donne son ressort à une mousse, par exemple, ce sont tous ces petits cash et recoins. Lorsque vous pressez une éponge, explique MacCurdy, ces espaces vides commencent à se refermer, ce qui, à son tour, absorbe de l#39énergie.
Certains ingénieurs sont allés au-delà de cette conception de foundation. Au lieu de cela, ils fabriquent un rembourrage à partir d’un réseau de tours hexagonales, ou « treillis de plaques », qui ressemblent un peu à des nids d’abeilles. Si un secondeur s#39écrase, par exemple, sur ce sort de coussin, l#39effects provoquera l#39effondrement des nids d#39abeilles selon un motif semblable à une imprecise. C#39est un moyen plus efficace d#39absorber les forces.
Mais, a noté MacCurdy, les chercheurs s#39efforcent depuis longtemps de créer un rembourrage qui réponde à une norme de référence : une technologie qui non seulement absorbe beaucoup de power, mais peut également absorber de nombreux types de forces différents avec la même finesse.
Donner la pression
Pour créer un coussin plus polyvalent, l#39ingénieur et ses collègues ont choisi de réorganiser l#39intérieur de ces objets, à l#39échelle d#39un millimètre ou moins.
Le groupe a d’abord utilisé un logiciel personnalisé pour disposer un réseau de nids d’abeilles, puis les a peaufinés pour inclure quelques défauts, un peu comme le soufflet d’un accordéon. Ces plis aident à guider les nids d#39abeilles lorsqu#39ils s#39effondrent lors d#39un impact, permettant un effondrement beaucoup moreover fluide.
« Dès que vous commencez à comprimer ces constructions, elles absorbent une certaine quantité de drive », a déclaré MacCurdy. « Les meilleures conceptions d#39absorbeurs maintiennent une drive constante sur toute la plage de compression. »
En d’autres termes, contrairement à une mousse, ces coussins se comporteront de la même manière, peu importe la force avec laquelle vous les écraserez – ou, du moins, jusqu’à un certain maximum.
Les chercheurs voulaient également s’assurer que leur rembourrage puisse résister aux chocs et aux contusions du monde réel. Ils ont utilisé une imprimante 3D pour créer des blocs de la taille d’une petite brique à partir d’un matériau élastique appelé polyuréthane thermoplastique. Ensuite, ils les ont pressés avec une equipment d#39essai d#39effects.
Le groupe a découvert que ses blocs pouvaient absorber approximativement 6 fois moreover d’énergie que les mousses standards fabriquées à partir du même matériau, et jusqu’à 25 % de additionally que les autres modèles en nid d’abeille. MacCurdy et ses collègues travaillent actuellement à améliorer encore davantage leurs constructions. Il a ajouté que les ingénieurs peuvent réaliser ce type de conception à partir de nombreux varieties de matériaux différents, des plastiques gonflables aux substances additionally dures comme l#39aluminium.
En d’autres termes, le monde pourrait bientôt devenir beaucoup in addition doux.
