JabilとKAV Sportsは、カスタム3Dプリント素材を使用して自転車用ヘルメットの製造方法を変革します

2023年3月21日、南極熊は、米国のエンジニアリング材料会社ジェイビルが、先進的なスポーツ用具の設計と製造に注力するKAVスポーツと提携し、炭素繊維の付加製造技術（AM）を使用して自転車用ヘルメットを製造し、安全性と快適性を向上させると発表したことを知りました。

△JabilとKAV Sportsが協力し、より安全なカスタム3Dプリント自転車ヘルメットを開発しました。この自転車ヘルメットはKAV Portolaと名付けられ、優れたフィット感、優れた快適性、保護性を提供するために、高度な炭素繊維強化プラスチック材料を使用しています。このヘルメットは、ジェイビルのカスタムナイロンカーボンファイバー素材で作られており、性能と美観に関する厳しい基準を満たすように設計されており、2022年4月に発売される予定です。同時に、パートナーによれば、従来の製造技術ではヘルメットのエネルギー吸収構造を生産することができず、3Dプリント技術はKAVが生産コストと廃棄物を削減するのに役立つという。このヘルメットはタイム誌によって2022年の最高の発明品の一つに選ばれました。
この成功事例は、スポーツ用品製造における炭素繊維付加製造の可能性を実証し、産業分野における 3D プリント技術の応用を促進します。

△このヘルメットは、実際には全体にハニカム構造を採用しており、特定の領域を3Dプリントされた「スキン」で覆っているだけです。
新たな市場の需要に応えるために

従来製造されたヘルメットは、安定性、耐久性、快適性、サイズに限界があるため、KAV は EPS と同等の軽量でありながら、-15°C から 60°C を超える温度範囲で優れた性能を発揮する新しい素材を活用したいと考えました。同社は20種類以上の市販素材を評価したと伝えられているが、高速衝撃を吸収したり、過酷な環境条件下で十分な安定性を提供したりといった基準を満たすものはなかった。

△3Dプリントヘルメットサイド市場評価を実施した後、KAVとJabilは協力して、硬くて強く、柔軟性があり、高温および低温条件でも優れた性能を発揮するカスタム素材の開発に着手しました。優れたエネルギー吸収特性を提供することに加えて、材料は層間の接着性を向上させて一貫した性能を確保し、外観と感触を向上させる必要もありました。ミネソタ州にある Jabil の Materials Innovation Center の付加製造エンジニア、化学者、材料科学者、製造専門家のチームは、9 か月以上かけて KAV の要件を満たす新しいカスタム材料を作成しました。

△ 3Dプリントを使用したヘルメットは、よりフィットするようにカスタマイズできるため、個々の頭に適しています。
3Dプリント技術は迅速に反復できる

この 9 か月間で、KAV はカスタムポリマー配合とブレンドを 30 回近く繰り返し、最終的に独自のナイロンカーボンファイバー複合材を開発しました。その後、KAV は米国消費者製品安全委員会 (CPSC) の認証要件に準拠するために必要な検証テストを完了しました。 KAVは2022年4月にこの新素材を使用したポルトラヘルメットを発売した際、この製品は米国CPSCの衝突安全基準を満たしただけでなく、基準を25％以上上回っていると主張した。

△補助固定金具がないため、ポルトラの背面が異常に開いている
KAV Sportsの創設者兼CEOであるホイットマン・クォック氏は、「彼らの使命は人命を救うことです。そのため、よりフィット感が高く、より人気のあるヘルメットを生産する必要があります。この目標を達成するには、材料と製造の制限を克服する必要があります」と述べています。Jabilは、カスタム材料を設計し、3Dプリント技術を活用することで、この目標をうまく達成しました。「当社は、付加製造プロセスに適合し、お客様が求める高品質の製品を提供できるよう、付加製造材料の開発にポリマー科学のアプローチを採用しています」と、Jabil の付加製造製品管理ディレクターの Matt Torosian 氏は説明します。

△この3Dプリントヘルメットは現在、さまざまな色で入手可能です。Jabilが開発したカスタム素材は、グレー、黒、白など、さまざまな色のオプションを提供します。簡単なカスタムフィッティングプロセスと3Dプリント技術の使用により、2〜3週間でカスタマイズされたヘルメットを納品できます。 KAV は、この最初のコラボレーションを基に、Jabil の AM 専門知識、グローバル AM 機能、広範なサプライチェーン機能を活用して、製品ポートフォリオと市場範囲を拡大する予定です。

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