Espumas metálicas | I+D de sistemas de protección balística para aplicacións de guerra moderna

Que é o material balístico? Onde se usa?
A armadura dura máis común usará placas de cerámica como deflectores, pero a cerámica rompe ao impacto e perde a súa enerxía para un combate sostido. A maioría das armaduras de placas metálicas teñen o mesmo problema de que as balas escapan ao impacto. Estes fragmentos poden causar lesións ao portador da armadura. Os usuarios que aplican parches de armadura secundarios na cara poden resultar moi incómodos e engadir custos para o individuo, a empresa ou o goberno. O desenvolvemento de tecnoloxías de combate lixeiras como avións e vehículos anfibios, así como a necesidade de aumentar a mobilidade das forzas terrestres, requiren materiais balísticos que sigan reducindo o peso da armadura ao tempo que melloran o rendemento balístico.
Os escudos balísticos están dispoñibles nunha variedade de tipos e graos. Estes materiais úsanse para protexer o vidro, as armaduras de vehículos, as armaduras e os escudos. As follas de plástico laminado ofrecen unha ampla gama de protección, desde vidro selado certificado ata materiais balísticos terciarios. Os materiais balísticos adoitan ser ríxidos, pero tamén poden ser brandos. Poden ser complexos, como Kevlar, UHMWPE, Lexan ou compostos de fibra de carbono, ou simples, comoaluminio, aceiro, titanio ou outras aliaxes.
Co avance da tecnoloxía, a armadura balística cambiou radicalmente. O mercado das camisetas antibalas está asistindo a unha revolución máis segura e lixeira. Isto abriu un novo campo de batalla para a tecnoloxía de espuma metálica composta (CMF), sacándoa do ámbito dos procedementos médicos que van desde parachoques de coche ata substitucións de xeonllos.
Os metais de escuma simples ou compostos son os responsables diso: son escumas estruturais en forma de esferas metálicas ocas, que están incrustadas en dispositivos balísticos como material central, pero tamén como intermediarios en aplicacións complexas como o aceiro blindado, a cerámica e o taboleiro de fibras. A escuma non só detén o impacto a alta velocidade de balas e proxectís, senón que tamén os esmaga por completo. Mesmo as balas perforantes, deseñadas especificamente para atravesar a armadura, non poden penetralas.
Para o guerreiro, a espuma metálica nos usos dos equipos de protección persoal inclúe:

• Chalecos antibalas de uso xeral
• Chalecos antibalas de flotación activa
• Chalecos antibalas flotantes pasivos
• Cascos balísticos tácticos
• Conxuntos de protección balística de ombreiros e laterais
• Con viseira e protección da columna
• Escudos balísticos

Para instrumentos blindados pesados, así como equipos de supervivencia, escuma metálica úsase para unha variedade de aplicacións, incluíndo:

• Fabricación de armaduras compostas
• Fabricación de placas base resistentes ás minas para vehículos
• Facendo caixas militares

Que é Foam Metal? Que é o Foam Metal e cales son as súas incribles propiedades?
A espuma metálica é un material metálico poroso que forma unha estrutura de malla tridimensional nunha matriz metálica. Xa que hai moitos poros noespuma metálica, o tamaño, número, uniformidade, conectividade e selado dos poros afectan ás súas propiedades. Os parámetros que están estreitamente relacionados coas propiedades dos metais de escuma inclúen o tamaño dos poros, a porosidade total, a porosidade efectiva, a densidade e a superficie específica.
A espuma metálica, como un novo tipo de material con propiedades metálicas e algunhas propiedades físicas especiais dos materiais non metálicos, está a recibir cada vez máis atención. As principais propiedades da espuma metálica son as seguintes:

• Material ultralixeiro (o 75-95% do volume consiste en espazo baleiro)
• Porosidade moi alta
• Alta resistencia a compresión combinada con boas propiedades de absorción de enerxía
• Baixa condutividade térmica
• Alta resistencia

Principio de absorción de enerxía de impacto dos metais de espuma
Ademais de ser usado comercialmente para filtración, redución de ruído, illamento e portadores de catalizadores,espumas metálicasson un forte candidato para a súa aplicación en sistemas de blindaxe composto no campo da absorción de enerxía.
Como dispositivo de protección balística, a espuma metálica é un material de espuma lixeiro e de alta resistencia fabricado mediante esferas metálicas ocas incrustadas nunha matriz metálica sólida. Este material mostrou excelentes propiedades mecánicas en comparación con calquera outro material metálico. Estas calidades superiores da espuma metálica atrapan a enerxía rapidamente a impactos de alta velocidade balística en comparación coa carga cuasi estática.
Os absorbedores de enerxía dispoñibles no comercio, que normalmente absorben a enerxía cinética mecánica comprimiéndoa ou desviándoa a unha tensión relativamente constante durante unha longa distancia, funcionan de forma similar aos resortes, pero rebotan, converténdoos en dispositivos de almacenamento de enerxía en lugar de absorbedores de enerxía.
A estrutura porosa das escumas metálicas dálles unha curva de tensión-deformación única; unha vez que a tensión aplicada supera a meseta de extrusión, a escuma comezará a comprimirse cunha tensión bastante constante ata un 50-70% de tensión. A extensión da curva tensión/deformación define o comportamento dun absorbedor de enerxía ideal.

Como funciona a espuma metálica na armadura corporal?
Probouse que a espuma metálica atrapa fragmentos de bala e protexe de calquera dano secundario. A maioría das armaduras militares usan un material parecido ao Kevlar como capa traseira, que adoita ser clasificada como III-A e que deterá as balas de armas por si só. A armadura branda detén as balas disipando a enerxía e, dado que a maioría das balas das armas de man non son tan afiadas como as balas dos rifles, só tes que reducilas para que non penetren na túa pel. A capa de metal de escuma é o amortecedor da armadura corporal para as balas de maior enerxía que requiren unha armadura dura para deter. A estrutura en expansión doespuma metálicatransfire enerxía de colisión de forma moito menos eficiente que os compoñentes sólidos. Na zona de impacto, a escuma se adapta facilmente ao obxecto impactante. Esta deformación plástica absorbe localmente enerxía mecánica. En calquera dos casos, moi pouca da enerxía de colisión é absorbida polo sólido. Algunhas persoas tamén optan por engadir unha terceira capa detrás da armadura suave, que se chama unha almofada de trauma. Esta é unha almofada formada por capas de fluído non newtoniano e acolchado. Tamén mitiga o impacto do impacto da bala no usuario.