Inspirado por la naturaleza: Nueva protección corporal para los empleados de BMW. Ropa de protección más ligera, más resistentes cascos, protectores más estables: Nuevos materiales con hasta un 20-por-ciento-más propiedades protectoras son el resultado del proyecto de investigación BISS encabezada por el Grupo BMW. Lo que es único es que todos los avances se basan en diseños tomados de la naturaleza - BISS es sinónimo de sistemas de seguridad Inspirado-Bio.
El consorcio de siete socios pasó tres años investigando y desarrollando conceptos de diseño y materiales alternativos para el proyecto de la biónica. El Grupo BMW trabajó junto a Adidas, ORTEMA, Phoenix y uvex, así como el Instituto de Tecnología Textil y de Ingeniería de Procesos Denkendorf, Alemania, del Departamento de Ingeniería de Polímeros de la Universidad de Bayreuth y el Grupo de Biomecánica Vegetal de la Universidad de Friburgo, con el apoyo adicional de socios como la empresa Innovationsmanufaktur en Munich. El Ministerio Federal Alemán de Educación e Investigación subvencionado el proyecto como parte de sus “textiles técnicos para aplicaciones innovadoras y productos - NanoMatTextil” del programa.
Modelos: Fruta de pomelo con amortiguadores; escalas crean sistema de protección completa
Los modelos biológicos como el beneficio de pomelo fruta de protección contra impactos muy eficaz. Por lo tanto, incluso cuando se cae de un árbol alto, por ejemplo, la fruta no se abrió y el interior permanecen en gran medida sin daños. Su corteza es también extremadamente ligero. Otro ejemplo: Las escamas de peces y muchos reptiles se superponen para crear un sistema compuesto que se endurece bajo carga para proporcionar protección contra lesiones. armadura protectora caimanes, por otra parte, funciona en parte mediante la distribución de la fuerza de escalas vecinos.
El objetivo inicial del proyecto de investigación fue analizar la formación de tejido, estructura celular y el funcionamiento de estos mecanismos de protección y explorar su idoneidad para el uso en productos fabricados industrialmente. A partir de ahí, el siguiente paso fue para refinar el compuestos de fibras, estructuras de capa y orientación de la fibra correspondiente. Luego, el proyecto pasó a examinar cómo las funciones que siempre han sido difíciles de conciliar, al igual que “la protección de choque”, “resistencia a la penetración” y “amortiguación”, se podrían combinar en los sistemas de protección innovadores utilizando acodar el modelo de estructuras biológicas.
Hasta un 20 por ciento más ligero,materiales más estables, más duros
Los resultados ahora disponibles han superado las expectativas: Los prototipos diseñados a partir de los modelos naturales son hasta un 20 por ciento más ligero, más resistente y más estable que los materiales utilizados generalmente en la actualidad. Se pueden producir económicamente y se procesaron para los fines previstos. El alto nivel de eficacia funcional logrado por el equipo de protección inspirado biológicamente también ahorra material. Esto no sólo hace que tanto el producto como la producción más sostenible, sino también menos costoso.
Perspectivas: Fácil de usar protección para los trabajadores de BMW con la bio-modelo
Los expertos en tecnología de predicción en el BMW Group creen que los aprendizajes más importantes para la empresa son nuevos enfoques para la protección de los empleados mejorada. Los guantes y los insertos de protección hechos de materiales biónicos, por ejemplo, puede proteger a los trabajadores en la línea de montaje de piezas de carrocerías de bordes afilados. El peso bajo, diseño transpirable y la flexibilidad de los modelos de investigación significan que el movimiento apenas está restringido. Otras aplicaciones potenciales incluyen nuevas formas de equipo de protección para motoristas. modelos de investigación de cascos y protectores que ofrecen el mismo nivel de protección que pesan mucho menos que los modelos convencionales disponibles en el mercado.
Más seguridad, menos peso para los atletas
Fabricantes de artículos deportivos también han identificado importantes ventajas para sus productos. Como parte del proyecto, Uvex desarrolló nuevos principios de diseño basados en modelos biológicos y creó un nuevo tipo de material de relleno para los cascos de esquí y bicicletas. Con propiedades de amortiguación de 10 a 20 por cien mejores que los materiales convencionales, esto creará cascos aún más seguros que exceden los requisitos de seguridad. Adidas también cree que la investigación abre la puerta a la creación de prendas de protección futura para los jugadores de baloncesto y fútbol, por ejemplo. ORTEMA ve grandes oportunidades para los equipos innovadores para los atletas en los resultados. A través del desarrollo de materiales de inspiración biológica, el fabricante de artículos deportivos especiales, ortopédicos y de gama alta protectores individuales para numerosos deportes fue capaz de mejorar aún más las características de protección de muchos de sus productos y, al mismo tiempo, satisfacer la alta ergonómico demandas de equipos deportivos de protección.
Phoenix, un especialista para el desarrollo de productos a partir de datos 3D y la impresión en 3D, también participó en BISS. La empresa de servicios desarrollado conceptos de producción especiales para permitir que los productos a fabricar económicamente de materiales innovadores. En los procesos modernos de fabricación, especialmente la capa de fabricación aditiva (ALM) y fabricación rápida, la producción se controla usando directamente los datos de productos en 3D.
El consorcio de siete socios pasó tres años investigando y desarrollando conceptos de diseño y materiales alternativos para el proyecto de la biónica. El Grupo BMW trabajó junto a Adidas, ORTEMA, Phoenix y uvex, así como el Instituto de Tecnología Textil y de Ingeniería de Procesos Denkendorf, Alemania, del Departamento de Ingeniería de Polímeros de la Universidad de Bayreuth y el Grupo de Biomecánica Vegetal de la Universidad de Friburgo, con el apoyo adicional de socios como la empresa Innovationsmanufaktur en Munich. El Ministerio Federal Alemán de Educación e Investigación subvencionado el proyecto como parte de sus “textiles técnicos para aplicaciones innovadoras y productos - NanoMatTextil” del programa.
Modelos: Fruta de pomelo con amortiguadores; escalas crean sistema de protección completa
Los modelos biológicos como el beneficio de pomelo fruta de protección contra impactos muy eficaz. Por lo tanto, incluso cuando se cae de un árbol alto, por ejemplo, la fruta no se abrió y el interior permanecen en gran medida sin daños. Su corteza es también extremadamente ligero. Otro ejemplo: Las escamas de peces y muchos reptiles se superponen para crear un sistema compuesto que se endurece bajo carga para proporcionar protección contra lesiones. armadura protectora caimanes, por otra parte, funciona en parte mediante la distribución de la fuerza de escalas vecinos.
El objetivo inicial del proyecto de investigación fue analizar la formación de tejido, estructura celular y el funcionamiento de estos mecanismos de protección y explorar su idoneidad para el uso en productos fabricados industrialmente. A partir de ahí, el siguiente paso fue para refinar el compuestos de fibras, estructuras de capa y orientación de la fibra correspondiente. Luego, el proyecto pasó a examinar cómo las funciones que siempre han sido difíciles de conciliar, al igual que “la protección de choque”, “resistencia a la penetración” y “amortiguación”, se podrían combinar en los sistemas de protección innovadores utilizando acodar el modelo de estructuras biológicas.
Hasta un 20 por ciento más ligero,materiales más estables, más duros
Los resultados ahora disponibles han superado las expectativas: Los prototipos diseñados a partir de los modelos naturales son hasta un 20 por ciento más ligero, más resistente y más estable que los materiales utilizados generalmente en la actualidad. Se pueden producir económicamente y se procesaron para los fines previstos. El alto nivel de eficacia funcional logrado por el equipo de protección inspirado biológicamente también ahorra material. Esto no sólo hace que tanto el producto como la producción más sostenible, sino también menos costoso.
Perspectivas: Fácil de usar protección para los trabajadores de BMW con la bio-modelo
Los expertos en tecnología de predicción en el BMW Group creen que los aprendizajes más importantes para la empresa son nuevos enfoques para la protección de los empleados mejorada. Los guantes y los insertos de protección hechos de materiales biónicos, por ejemplo, puede proteger a los trabajadores en la línea de montaje de piezas de carrocerías de bordes afilados. El peso bajo, diseño transpirable y la flexibilidad de los modelos de investigación significan que el movimiento apenas está restringido. Otras aplicaciones potenciales incluyen nuevas formas de equipo de protección para motoristas. modelos de investigación de cascos y protectores que ofrecen el mismo nivel de protección que pesan mucho menos que los modelos convencionales disponibles en el mercado.
Más seguridad, menos peso para los atletas
Fabricantes de artículos deportivos también han identificado importantes ventajas para sus productos. Como parte del proyecto, Uvex desarrolló nuevos principios de diseño basados en modelos biológicos y creó un nuevo tipo de material de relleno para los cascos de esquí y bicicletas. Con propiedades de amortiguación de 10 a 20 por cien mejores que los materiales convencionales, esto creará cascos aún más seguros que exceden los requisitos de seguridad. Adidas también cree que la investigación abre la puerta a la creación de prendas de protección futura para los jugadores de baloncesto y fútbol, por ejemplo. ORTEMA ve grandes oportunidades para los equipos innovadores para los atletas en los resultados. A través del desarrollo de materiales de inspiración biológica, el fabricante de artículos deportivos especiales, ortopédicos y de gama alta protectores individuales para numerosos deportes fue capaz de mejorar aún más las características de protección de muchos de sus productos y, al mismo tiempo, satisfacer la alta ergonómico demandas de equipos deportivos de protección.
Phoenix, un especialista para el desarrollo de productos a partir de datos 3D y la impresión en 3D, también participó en BISS. La empresa de servicios desarrollado conceptos de producción especiales para permitir que los productos a fabricar económicamente de materiales innovadores. En los procesos modernos de fabricación, especialmente la capa de fabricación aditiva (ALM) y fabricación rápida, la producción se controla usando directamente los datos de productos en 3D.
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| Inspirado por la naturaleza: Nueva protección corporal para los empleados de BMW |
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| Inspirado por la naturaleza: Nueva protección corporal para los empleados de BMW |
Antecedentes: materiales Auxetic responden a la presión de manera inusual
Las propiedades protectoras únicas de modelos biológicos se encuentran esencialmente en su diseño jerárquico. La corteza del pomelo es uno de los llamados materiales auxéticos, que responde de forma completamente diferente a la presión que las estructuras convencionales: ¿Dónde material convencional da forma y se hace más delgada bajo el punto de presión, el material auxético comprime y endurece más rápido. Una característica adicional de este comportamiento de tensión / deformación atípico es que el material en realidad se hace más gruesa cuando se estira, más bien que más delgada. Dentro de BISS, los investigadores han logrado descifrar la estructura única de protección natural auxetic y utilizar métodos desarrollados recientemente para transferirlo a la estructura de las espumas. Esto hace que sea posible la producción de textiles compuestos con un efecto protector no logrado previamente.
Los socios del proyecto de investigación en educación superior funcionan básico
Estas ideas se basan principalmente en los principios científicos establecidos por los socios de investigación en las universidades y colegios. Como parte del proyecto, el Departamento de Ingeniería de Polímeros de la Universidad de Bayreuth trabajó con el Friburgo Planta de Biomecánica de grupo para llevar a cabo la investigación específicamente en la creación de estructuras auxéticas y verificar si este concepto se podría transferir a los sistemas de espuma comerciales de poliuretano (PUR ). relaciones específicas entre estructura y propiedades también fueron modelados para entender mejor cómo el grado de comportamiento auxetic afecta al comportamiento impacto mecánico de las espumas. Los resultados muestran que la conversión de la red de espuma de ordinario a estructuras auxéticas tiene un efecto positivo sobre las propiedades de amortiguación de los materiales. Las tensiones que se producen durante la compresión de poliuretano auxético en el material se distribuyen de manera óptima en no utilizados previamente, las zonas circundantes utilizando el efecto auxético. De esta manera, un mayor volumen del material está implicado en la absorción de energía en comparación con las espumas de PUR ordinarios.
El Instituto de Tecnología Textil y de Ingeniería de Procesos (ITV), que forma parte de los Institutos alemanes de Investigación Textil y de fibra, tiene un amplio conocimiento en el campo de la tecnología textil y de la biónica a partir de un gran número de proyectos. Como parte del proyecto, ITV fue intensamente involucrado en el desarrollo y diseño de nuevos híbridos textiles y espuma. Gorro de tecnología de tejido se modificó para permitir que los textiles para soportar las presiones del proceso de formación de espuma y, al mismo tiempo, permita que la espuma-llenado completo. El tejido de malla especialmente adaptado, en combinación con la espuma, propiedades mejoradas en casi un 25 por ciento.
El Grupo de Biomecánica de Plantas de la Universidad de Friburgo ha llevado a cabo la investigación en el campo de la biomecánica y morfología funcional de plantas desde hace más de 15 años. El grupo de trabajo pertenece a la biomimética Baden-Württemberg Red de competencia y se ha centrado en los últimos seis años sobre la protección de choque inspirado biológicamente, con el objetivo de la utilización de espumas metálicas reforzados con fibras. La experiencia de esta investigación era compartido y refinado en el proyecto BISS, permitiendo know-how para ser transferido con éxito a los materiales polímeros de inspiración biológica y los sistemas materiales.
Innovationsmanufaktur GmbH, con sede en Munich, apoya el proyecto de investigación, como miembro asociado. Para el proyecto de BISS, lo que necesita para conciliar los diversos intereses de la industria y la investigación, que proporcionaron un enfoque holístico para la gestión de proyectos y la innovación.
Las propiedades protectoras únicas de modelos biológicos se encuentran esencialmente en su diseño jerárquico. La corteza del pomelo es uno de los llamados materiales auxéticos, que responde de forma completamente diferente a la presión que las estructuras convencionales: ¿Dónde material convencional da forma y se hace más delgada bajo el punto de presión, el material auxético comprime y endurece más rápido. Una característica adicional de este comportamiento de tensión / deformación atípico es que el material en realidad se hace más gruesa cuando se estira, más bien que más delgada. Dentro de BISS, los investigadores han logrado descifrar la estructura única de protección natural auxetic y utilizar métodos desarrollados recientemente para transferirlo a la estructura de las espumas. Esto hace que sea posible la producción de textiles compuestos con un efecto protector no logrado previamente.
Los socios del proyecto de investigación en educación superior funcionan básico
Estas ideas se basan principalmente en los principios científicos establecidos por los socios de investigación en las universidades y colegios. Como parte del proyecto, el Departamento de Ingeniería de Polímeros de la Universidad de Bayreuth trabajó con el Friburgo Planta de Biomecánica de grupo para llevar a cabo la investigación específicamente en la creación de estructuras auxéticas y verificar si este concepto se podría transferir a los sistemas de espuma comerciales de poliuretano (PUR ). relaciones específicas entre estructura y propiedades también fueron modelados para entender mejor cómo el grado de comportamiento auxetic afecta al comportamiento impacto mecánico de las espumas. Los resultados muestran que la conversión de la red de espuma de ordinario a estructuras auxéticas tiene un efecto positivo sobre las propiedades de amortiguación de los materiales. Las tensiones que se producen durante la compresión de poliuretano auxético en el material se distribuyen de manera óptima en no utilizados previamente, las zonas circundantes utilizando el efecto auxético. De esta manera, un mayor volumen del material está implicado en la absorción de energía en comparación con las espumas de PUR ordinarios.
El Instituto de Tecnología Textil y de Ingeniería de Procesos (ITV), que forma parte de los Institutos alemanes de Investigación Textil y de fibra, tiene un amplio conocimiento en el campo de la tecnología textil y de la biónica a partir de un gran número de proyectos. Como parte del proyecto, ITV fue intensamente involucrado en el desarrollo y diseño de nuevos híbridos textiles y espuma. Gorro de tecnología de tejido se modificó para permitir que los textiles para soportar las presiones del proceso de formación de espuma y, al mismo tiempo, permita que la espuma-llenado completo. El tejido de malla especialmente adaptado, en combinación con la espuma, propiedades mejoradas en casi un 25 por ciento.
El Grupo de Biomecánica de Plantas de la Universidad de Friburgo ha llevado a cabo la investigación en el campo de la biomecánica y morfología funcional de plantas desde hace más de 15 años. El grupo de trabajo pertenece a la biomimética Baden-Württemberg Red de competencia y se ha centrado en los últimos seis años sobre la protección de choque inspirado biológicamente, con el objetivo de la utilización de espumas metálicas reforzados con fibras. La experiencia de esta investigación era compartido y refinado en el proyecto BISS, permitiendo know-how para ser transferido con éxito a los materiales polímeros de inspiración biológica y los sistemas materiales.
Innovationsmanufaktur GmbH, con sede en Munich, apoya el proyecto de investigación, como miembro asociado. Para el proyecto de BISS, lo que necesita para conciliar los diversos intereses de la industria y la investigación, que proporcionaron un enfoque holístico para la gestión de proyectos y la innovación.
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