Almofadas de Proteção para Bicicletas Impressas em 3D: Tecnologia e Conforto Sob Medida

A Forward AM Revoluciona a Proteção Esportiva

Ao praticar esportes, em vez de nos preocuparmos com o risco de lesões, queremos focar em nossa performance e no prazer que isso nos proporciona.

Detalhamento do Projeto

Indústria:Bens de Consumo

Produto:Protetores

Por que a Forward AM?Materiais de manufatura aditiva (AM) de alto desempenho, além de profunda expertise em simulação

Materiais da Forward AM usados:Ultrasint® TPU01, Ultrasim®, Ultracur3D® Coat F+

Resultado:Protetores com estruturas em malha, permitindo proteção esportiva leve e ciclos de design rápidos e econômicos graças à engenharia virtual.

Desafio: Jogue com inteligência, jogue com segurança

Com o aumento da conscientização dos consumidores sobre saúde e fitness e a tendência geral de um estilo de vida mais ativo, não é surpresa que o equipamento de proteção esportiva esteja experimentando um forte aumento na demanda. Cada vez mais atletas profissionais e entusiastas estão interessados em investir em sua segurança enquanto praticam o que amam. Além disso, as regulamentações de segurança em vários esportes estão ficando mais rigorosas, outro fator que impulsiona o rápido crescimento nas vendas de equipamentos de proteção esportiva. Junto com capacetes e protetores de cabeça, as almofadas de proteção são itens essenciais que podem ser aplicados para proteger quase todas as partes do corpo humano. Elas são usadas no futebol americano, rugby, futebol e hóquei — esportes notoriamente propensos a lesões em campo. Podemos adicionar motociclismo, ciclismo de montanha e uma série de esportes indoor à lista de alto risco. Mas até agora, as almofadas de proteção geralmente eram volumosas, pesadas — e, sejamos francos, quentes —, itens que na maioria das vezes atrapalham o prazer de praticar esportes.

Solução: Desbloqueando o poder da malha — com engenharia virtual e simulação FEA

Então, como a manufatura aditiva entra em jogo?

Existe uma estrutura de material específica que é o par perfeito para o design de almofadas de proteção — e só pode ser alcançada por meio da manufatura aditiva: a malha. O que as torna únicas é como distribuem os materiais em elementos de design. Elas formam uma estrutura ideal para absorção de impacto, composta de micro-arquiteturas de nós e hastes. Esse formato reduz drasticamente o peso, proporciona excelente integridade estrutural e oferece vantagens de características de desempenho crítico em aplicações de equipamentos de proteção esportiva, como:

• Ventilação

• Controle local da absorção de impacto

• Individualização

• Equilíbrio entre resistência e peso

• Novas possibilidades de design

  
  

Para resumir uma história longa e fascinante: O uso de malhas atende a todos os requisitos essenciais dos equipamentos de proteção esportiva moderna, ou seja, uma excelente relação resistência-peso, controle superior da absorção de impacto, complementados por um design aberto leve que permite um excelente controle passivo do clima.

Tecnologia de almofadas de proteção da BASF Forward AM

Até agora, identificar e criar a estrutura de malha certa para uma aplicação que atenda aos requisitos de impacto significava iterações intensivas de “desenhar-imprimir-testar-redesenhar”, que consumiam tempo e recursos. O Ultrasim®, o conjunto de engenharia virtual da BASF, supera esse desafio e está se estabelecendo como o serviço de otimização 3D preferido da indústria. Um fluxo de trabalho digital de otimização poderoso, o Ultrasim® permite a busca inteligente pela geometria de malha ideal para atender aos requisitos exclusivos de desempenho mecânico de cada aplicação. Ao acelerar as iterações de design e teste, o Ultrasim® reduz o tempo do conceito ao componente, desbloqueando grandes economias de custo e material. Para finalizar, ele também identifica o equilíbrio ideal entre o desempenho do componente e o peso — especialmente relevante em equipamentos de proteção esportiva.

"Com nossos serviços de design geométrico digital, possibilitamos uma busca inteligente pela geometria de malha ideal — sempre adaptada aos requisitos exclusivos de desempenho mecânico de cada componente e projeto dos nossos clientes. Com a Engenharia Virtual, acompanhamos nossos clientes desde a primeira ideia até o modelo conceitual no computador e, finalmente, à peça acabada — garantindo a identificação e fabricação da malha ideal para obter o melhor resultado possível."

— Andreas Wüst, Chefe de Análise Estrutural Dinâmica, BASF

Em termos de material de impressão 3D adequado, o Ultrasint® TPU01 e o 88A da Forward AM são as combinações ideais para aplicações em malha. Esses pós de poliuretano termoplástico combinam alta flexibilidade com alta rigidez, o que os torna perfeitamente adequados para imprimir estruturas de malha altamente detalhadas. Ambos os materiais passaram com sucesso nos testes de sensibilização cutânea e citotoxicidade, de acordo com as normas ISO 10993-10 e ISO 10993-5, o que permite seu uso em aplicações próximas ao corpo humano com total segurança.

A simulação sempre precisa de validação no mundo real. Por isso, os especialistas da Forward AM enviaram a primeira estrutura de malha projetada completamente de forma digital para um protetor ao TÜV Süd como uma peça impressa para testes exaustivos. Ela passou com sucesso nos testes da ISO 1621-2 em condições reais, com excelentes resultados! Essa norma europeia especifica e regula a cobertura mínima exigida para protetores de coluna usados por motociclistas no trânsito normal.

Como as almofadas de proteção são claramente visíveis, não paramos uma vez que a peça é impressa. Ao adicionar nosso Ultracur3D® Coat F, as almofadas ganham uma aparência visual aprimorada, além de melhorias funcionais. Esse revestimento flexível foi desenvolvido especialmente para dar um toque colorido às peças em TPU — e, assim como nosso TPU, passou com sucesso nos testes de contato com a pele e citotoxicidade. Com excelente aderência e elasticidade, é a combinação perfeita para aplicações como estruturas de malha, aumentando ainda mais sua resistência à abrasão. O teste Rossflex, completado com sucesso após 100.000 ciclos de flexão, comprova sua durabilidade e resistência, mesmo em aplicações exigentes como equipamentos esportivos.

“As capacidades do Ultrasim® da equipe Forward AM são incomparáveis – profundo conhecimento de desempenho da malha, durabilidade e design para manufatura aditiva. Quando fornecido um objetivo de design, este fluxo de trabalho pode ser aplicado para filtrar o número de opções de design e convergir em um produto físico que atenda a esse objetivo de maneira muito eficiente em termos de tempo. Isso é um divisor de águas para resolver problemas muito complexos com virtualmente um número infinito de soluções possíveis!”

— Dr. Ron Jadischke, Engenheiro Chefe, Xenith.

E para o toque final, a Forward AM vai além das cores padrão para oferecer tonalidades personalizadas, atendendo a requisitos individuais — tornando mais fácil para equipes esportivas e empresas expressarem sua identidade ou branding. Atualmente, as tonalidades de cores incluem, entre outras, Vermelho Puro, Verde Grama, Violeta Púrpura, Azul Metálico, Prata Metálico, Azul Claro e Amarelo Canola.