[发明专利]3D打印头盔

说明书

本发明涉及一种3D打印头盔及其打印方法。所述的3D打印头盔包括：防护壳、减震壳及内衬层；所述减震壳设置于所述防护壳内侧，所述内衬层贴设于所述减震壳内且与所述减震壳的轮廓相适应；所述减震壳具有镂空结构，所述镂空结构采用3D打印制成。该打印方法的步骤包括构建网格、区域划分、网格重建、生成模型以及强度校核。该3D打印头盔可以在不增加重量的前提下可有效提高头盔的整体强度，同时可大幅提升头盔的冲击减震效果。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种3D打印头盔。

背景技术

头盔作为一种必要头部护具，广泛应用于军事、建筑、采矿等活动过程。为了提高头盔的抗冲击能力，头盔外壳一般由强度较高的材料制成，如金属、工程塑料、高强度纤维等，在受到外界物体的冲击后，头盔局部产生形变来吸收大部分的外界冲击能量，从而对头盔佩戴者头部起到保护作用。

在实际设计和制作过程中，头盔外壳一般是带有一定厚度的实心壳体，其壁厚是一个关键参数，如果头盔壁厚设计不足，头盔强度不足，起不到良好的抗冲击效果，如果头盔壁厚设计过厚，重量增加，佩戴舒适性下降。由于受到传统加工方法的限制，头盔的强度在限定重量的前提下可提升范围较小。同时，当受到较大冲击能量时，由于变形量有限，冲击能难以瞬间被吸收，容易对人体造成二次伤害。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中头盔设计在限定重量的前提下，其强度难以提升，受到冲击时，容易对人体造成二次伤害的问题，提供一种在不增加重量的前提下可有效提高头盔的整体强度，同时可大幅提升头盔的冲击减震效果的3D打印头盔。

一种3D打印头盔，所述的3D打印头盔包括：防护壳、减震壳及内衬层；所述减震壳设置于所述防护壳内侧，所述内衬层贴设于所述减震壳内且与所述减震壳的轮廓相适应；所述减震壳具有镂空结构，所述镂空结构采用3D打印制成。

在其中一个实施例中，所述镂空结构具有不同直径的孔洞。

在其中一个实施例中，所述减震壳分布设置受力区与非受力区。

在其中一个实施例中，所述镂空结构采用尼龙3D打印成型。

在其中一个实施例中，所述镂空结构的厚度为10毫米～30毫米。

在其中一个实施例中，所述减震壳设置有附加设备接口。

一种生产所述的3D打印头盔方法，包括下述步骤：

构建网格，根据人体头骨特征建立头盔结构，形成三角形面片网格；

区域划分，采用CAE拓扑分析方法获取减震壳的受力分布区与非受力区；

网格重建，采用制图软件对非受力区的三角面片进行简化，并获取第一三角面片数据，对受力区三角面片进行细化，并获取第二三角面片数据；

生成模型，桥接受力区与非受力区的三角面片节点，根据三角面片网格线生成实体线条模型，获取镂空结构的减震壳；

强度校核，对镂空结构的减震壳进行CAE校核，判断镂空结构的减震壳强度是否满足设计要求。

在其中一个实施例中，所述构建网格步骤中，所述三角形面片网格的周长为20毫米。

在其中一个实施例中，所述网格重建的步骤中，所述第一三角面片的周长为60～80毫米。

在其中一个实施例中，所述网格重建的步骤中，所述第二三角面片的周长为10～15毫米。

上述3D打印头盔及打印方法，通过在防护壳内侧设计减震壳，且该减震壳通过区域划分，针对区域进行网格镂空网格构建获取3D打印制成的镂空结构，由防护壳、减震壳及内衬层构成3D打印头盔不仅可降低头盔重量，同时可大幅提升头盔的冲击减震效果。

附图说明