Arioli Letizia - Lonardo Emilio
SHOCK ABSORBER MATERIALS d3o e competitors
Nanotecnologie e materiali funzionali per il design Prof.ssa Barbara Dal Curto
SHOCK ABSORBER MATERIALS Progettati per assorbire e dissipare l’energia cinetica a cui sono sottoposti Gomma e silicone sono i primi materiali utilizzati per assorbire gli shock Utilizzati quotidianamente in svariati settori Le innovazioni tecnologiche li hanno resi sempre più “smart”
Shear Thikening
SHOCK ABSORBER MATERIALS Sono fluidi non newtoniani Assorbono l’energia che si crea in seguito ad uno shock Fluidi a riposo e solidi quando ricevono un colpo Sono tanto più efficienti quanto più è rapido l’urto ricevuto Assorbono le vibrazioni Fonoisolanti
Amido di mais
SHOCK ABSORBER MATERIALS
Unito ad acqua forma un fluido non newtoniano
Correndoci sopra si ha la sensazione di camminare sull’ acqua
cos’è
D3O E’ un mater materiale tecnologico intelligenti” dotato di “molecole “m
Estremame Estremamente flessibile e morbido al tatto, rie riesce istantaneamente a diventare d duro nel momento in cui riceve un c colpo
proprietĂ
D3O forza d’impatto
rivestimento esterno
Leggero Traspirante Malleabile
d3o
Fonoassorbente Resistente al fuoco
forza dell’impatto
rivestimento interno
10 millisecondi
flexible
absorbs shock
returns energy
composizione
D3O Sviluppato a partire dallo studio di fluidi dilatanti liquidi Modellato tramite fusione in forme predefinite Esistono tre tipologie di d3o: SHOCK Resistente e durevole - adatto per un’ampia gamma diapplicazioni
FLO1 Flessibile e leggero - offre la massima protezione per l’utilizzo in condizioni normali
FLO2 Variegato e confortevole - offre protezione in condizioni estreme
applicazioni
D3O
SPORT BALLET BOXING CRICKET LACROSSE
EQUESTRIAN BASEBALL
SAILING
SOCCER
WATERSPORTS
SNOWSPORTS POLO VOLLEYBALL Tuta da sci Syder www.spider.com
applicazioni
D3O
SPORT
BALLET BOXING CRICKET LACROSSE
EQUESTRIAN BASEBALL
SAILING
SOCCER
WATERSPORTS SNOWSPORTS POLO Scarpe da Ballo Juliet d3o www.capuletworld.com
VOLLEYBALL
applicazioni ELETTRONICA
D3O
cos’è
PORON XRD
Il Poron xrd è un materiale poliuretanico che offre un elevato grado di assorbimento degli urti garantendo grande libertà di movimento essendo elastico leggero e traspirante.
proprietà
PORON XRD Morbido Flessibile Leggero Traspirante Assorbe il 90% dell’ energia ricevuta in seguito ad un colpo Rendimento costante
BEFORE IMPACT flexible
IMPACT
molecules freeze
AFTER IMPACT flexible
proprietà
PORON XRD PROPRIETY Density, lb./ft Specific Gravity Tolerance, %
TEST METHOD
Standard Thickness Tolerance, % Standard Color Air Permeability Compression Set, %max Compression Force Deflection psi,kPa Hardness, Durometer Hidrolysis Resistance Compression Set, %max Resilience, Shore Instrument Resiliometer avg (Ball Reb. T.)
Water Absorption, % Wt Gain
Skin Contact Tear Strenght, pli, min. (kN/m)
0,19
0,2%min. Strain Rate Force Measured @ 25% Deflection
1.1 - 3.4 (8 - 23)
1.5 - 5.5 (10 - 38)
4-9 (28 - 62)
5 - 12 10 - 20 (34 - 83) (69 - 138)
Shore “O”
10
19
32
**
ASTM D 3574-95 Test A
Internal using Gurley Densometer
ASTM D 3574 Test D @ 70°C
15
0,32 0,24 + -10 See Product Availability + -10 65 - Vivid Yellow Open Cell - Breathable <10
ASTM D 3574 Test J/Test D after autoclaved @ 121°C
**
ASTM D 2632-96 Vertical Rebound
**
0,40
**
0,158 (4.0) 0,118 (3.0) 0,118 (3.0)
Based on ASTM E96-00 Upright/37°C/0%RH
4150
3400
3100
**
Leakage - Inverted
Yes
Yes
Yes
**
Based on ASTM D 570 -2hr water immersion @ room t°
Typical Value 10
Primary Skin Irritation-FHSA Based on ISO 10993-10 (2002), ISO 10993-12 (2007), ISO/IEC 17025 (2005)
Negligible Irritant. Primary Irritation Index = 0
ASTM D 624 Die C ASTM D 3574 Test E
Tensile Strenght, psi, min. (kPa)
ASTM D 3574 Test E
Chemical Resistance
25
0,14
Tensile Elongation, % min.
Restricted Substance Compliance
20
12
Sample Thickness, inches (mm)
Water Vapor Transfer, Typical g/ft2/24hrs (g/m2/24hrs)
PRODUCT 9
3
Based on Adidas-Salomon policy for control and monitoring of hazardous substances
4.5 (0.8)
5 (0.9)
5 (0.9)
10 (1.8)
14 (2.5)
>145 30 (207)
45 (310)
70 (483)
100 (689) 140 (965)
Pass PORON Cushioning Materials are unaffected by mild organic acid and bases. They show modest swelling with oils and greases and other linear hydrocarbons. Strongly polar solvents will greatly swell PORON Materials. In most cases, physical properties recover to a great extent as the solvents evaporate.
Il Poron xrd ha il vantaggio di poter essere combinato con altri materiali per migliorare le sue caratteristiche
Plastazote evita il rischio di perforazione del Poron xrd
Microban evita la proliferazione dei batteri
2 hours
16 hours
20 hours
24 hours
proprietĂ
PORON XRD
composizione
PORON XRD Il Poron xrd è un poliuretano micro cellulare capace di assorbire fino al 90% dell’ energia al momento dell’ impatto.
composizione
PORON XRD Il Poron xrd è un poliuretano micro cellulare capace di assorbire fino al 90% dellâ&#x20AC;&#x2122; energia al momento dellâ&#x20AC;&#x2122; impatto.
In condizioni normali le molecole del poron sono libere e il materiale risulta quindi morbido e malleabile.
composizione
PORON XRD Il Poron xrd è un poliuretano micro cellulare capace di assorbire fino al 90% dell’ energia al momento dell’ impatto.
In condizioni normali le molecole del poron sono libere e il materiale risulta quindi morbido e malleabile.
In caso di impatto le molecole “congelano” rendendo il materiale rigido.
applicazioni
PORON XRD attuali
applicazioni
PORON XRD future
I paraurti delle automobili potranno essere formati interamente o solo in parte da Poron xrd
Dispositivi medici di protezione potranno essere completamente costituiti da Poron xrd
cos’è
DEFLEXION E’ un tessuto tridimensionale flessibile che si irrigidisce se sottoposto a sollecitazioni meccaniche. E’ l’unica tecnologia per l’ assorbimento degli impatti strutturata come un materiale tessile.
cos’è
DEFLEXION Deflexion si divide in due tipologie di prodotti
L’S-Range è ottimizzato per massimizzare la protezione dagli impatti offrendo flessibilità, traspirabilità e libertà di movimento e funziona anche se è bagnato.
Il TP-Range è un materiale termoplastico unito a siliconi. Sottile, leggero e flessibile, è disponibile solido e forato.
proprietĂ
DEFLEXION Leggero Morbido Elastico Traspirante Lavabile Quando questo materiale subisce un colpo, lâ&#x20AC;&#x2122; energia viene dispersa su tutta la superficie dal punto di contatto verso i bordi, riducendo cosĂŹ le forze trasmesse attraverso di esso.
proprietà
DEFLEXION Può essere tagliato e cucito direttamente all’ interno di indumenti. Può essere utilizzato sia ad alte che a basse temperature.
proprietà
DEFLEXION Typical Phisical Characteristics Product
S5-004
S7-005
Color
Red
Red
Weight, kg/m2
1,3
1,9
Thickness, mm
5
7
Roll lenght/m
25
25
Roll width/m
1,20
1,20
Breathability
Open mesh network permits natural airflow
Washability @ 40°C
More than 50 washes
Washability @ 95°C
More than 25 washes
proprietà
DEFLEXION Typical Impact Performance
S5-004
Product
S7-005
Impact standard
#layers
Trasmitted Force
EN1621-1: 1998 Motorcycle Limb Standard
3
22 kN
2
28 kN
EN1621-1: 1998 modified to 20 joules
1
29 kN
1
24 kN
EN1621-2: 2003 Motorcycle Back Protector Standard
4
14 kN
3
18 kN
EN13061: 2001 Soccer Shin Guard Standard
2
1,4 kN
Temperature Stability
NORMAL CONDITION flexible
#layers
Trasmitted Force
Not recommended
Impact performance and product flexibility in the range of -20°C to + 40°C
DURING IMPACT hardens instantly
AFTER IMPACT immediately returns to a flexible state
proprietà
DEFLEXION Typical Phisical Characteristics Product
TP3-001
TP3-002
TP8-001
TP8-002
Color
Gray
Gray
Gray
Gray
Weight, kg/m2
1,00
1,35
2,70
3,60
Thickness, mm
3,00
3,00
8,00
8,00
Density, g/m3
0,40
0,50
0,37
0,50
Roll lenght/ m
50
50
20
20
Roll width/ m
1,10
1,10
1,10
1,10
Breathability
Holes permit airflow
No holesnot breathable
Holes permit airflow
No holesnot breathable
Washability @40°C
More than 25 washes
Il TP-Range si presenta in lastre intere o forate di colore grigio che in questo caso offrono una buona traspirabilità
proprietĂ
DEFLEXION Typical Impact Performance
Product
TP3-001
TP3-002
TP8-001
TP8-002
#layers
Trasmitted Force
#layers
Trasmitted Force
#layers
Trasmitted Force
#layers
Trasmitted Force
EN1621-1: 1998 Motorcycle Limb Standard
3
26 kN
3
24 kN
1
27 kN
1
25 kN
EN1621-1: 1998 Modified to 20 jouels
1
29 kN
2
19 kN
1
13 kN
1
12 kN
Impact Standard
EN1621-2: 2003 Motorcycle Bacck Protector Standard
not recommended
not recommended
2
11 kN
2
13 kN
EN13061: 2001 Soccer Shin Guard Standard
not recommended
not recommended
1
0,7 kN
1
0,7 kN
composizione
DEFLEXION S-Range Basata su tessili reticolari impregnati con S-Range: polimeri di silicone TP-Range: Costituita da polimeri di silicone combinati con polimeri termoplastici
applicazioni
DEFLEXION Abbigliamento sportivo
applicazioni
DEFLEXION Bagagli e valigie
Dispositivi elettronici
applicazioni
DEFLEXION Applicazioni future
Tessuti sottili, leggeri e facilmente trasportabili per proteggere oggetti molto fragili Sostituire o migliorare materiali e tecniche giĂ presenti nel settore medico-sanitario
cosâ&#x20AC;&#x2122;è
SAS-TEC Sitema di assorbimento degli impatti nato in Germania nel 2003 ed in continua evoluzione
proprietĂ
SAS-TEC Resistente ad impatti multipli Memoria di forma Assorbe piĂš del 50% dellâ&#x20AC;&#x2122;energia ricevuta in seguito ad un colpo Vita utile stimata di 10/15 anni Resistente alle alte temperature Lavabile
proprietĂ
SAS-TEC Leggero Morbido Flessibile Malleabile
composizione
SAS-TEC Il Sas-Tec è formato da materiale viscoelastico Quando riceve un colpo le molecole congelano e distribuiscono lâ&#x20AC;&#x2122; energia sulla superficie In parte composto da materiali riciclati
applicazioni
SAS-TEC
Sas-Tec opera soprattutto nel campo delle protezioni per motociclisti, collaborando con importanti aziende del settore
cos’è
SORBOTHANE
E’ il primo polimero viscoelastico Creato nel 1982 Utilizzato dalla NASA
proprietĂ
SORBOTHANE Assorbe il 90% dellâ&#x20AC;&#x2122;energia ricevuta in seguito ad un colpo Assorbe le vibrazioni Flessibile Morbido Fonoisolante
proprietà
SORBOTHANE Property
Material Properties of Sorbothene Durometer (Shore 00) Units
30 83,39 582
50 122,61 568
70 206,06 399
psi %
ASTM D412 92
17,86
25,47
66,18
psi
ASTM D412 92
36,28
54,86
127,02
psi
ASTM D412 92
54,88
80.13
165,95
psi
ASTM D412 92
6,4
12,0
30,0
psi
ASTM D575 91
Compressive Stress at 50% Strain
86,1
105,0
232,0
psi
ASTM D575 91
Tear Strenght
43,62
48,73
65,26
lb/inch gPa
Tensile Strenght at break Elongation at break Tensile Elastic Stress at 100% Strain Tensile Elastic Stress at 200% Strain Tensile Elastic Stress at 300% Strain Compressive Stress at 20% Strain
Bulk Modulus
2,86
Notes
ASTM D412 92
ASTM D624 91 Die C
Static Coefficient of Friction
15,8
10,4
4,1
ASTM D1894 on polished steel
Kinetic Coefficient of Friction Density
3,3
2,6
2,5
ASTM D1894 on polished steel
85,0
84,9
Specific Gravity
85,5 1,372
1,364
1,363
Optimum Performance Temperature Range
-20° to +160°
-20° to +160°
-20° to +160°
F
Reduced strenght and damping up to 200”F. Incresed spring rate down to glass transition temperature
Glass Transition
-38,7°
-37,4°
-34,7°
C
ASTM E1640 94 by peak Tangent Delta
lb/ft3
Flash Ignition Flammability
570°
F
Self Ignition Flammability
750°
F
Flammability Rating with Flame Retardant Added
V2
V2
V2
ASTM D792 ASTM D792
Underwriters Laboratory 94 compatibility
composizione
SORBOTHANE Il Sorbothane è un polimero visco-elastico E’ un polimero reticolato Ha propietà sia di materiali liquidi (soluzioni viscose), sia di materiali solidi (materiali elastici) E’ un materiale termoindurente a base di poliuretano
applicazioni
SORBOTHANE
cosâ&#x20AC;&#x2122;è
AKTON Polimero viscoelastico presente sul mercato da quasi cinquantâ&#x20AC;&#x2122;anni costituito da gomma vulcanizzata. Originariamente progettato per il trattamento e la prevenzione delle ulcere da decubito.
proprietĂ Assorbe i colpi Attenua le vibrazioni Resiste a carichi molto elevati Ipoallergenico Distribuisce uniformemente il peso su tutta la superficie Utilizzabile sia ad alte che a basse temperature Non consente la proliferazione dei batteri Impermeabile
AKTON
proprietà
I dati delle tabelle e i risultati dei test condotti mettono in luce le proprietà di Akton di assorbire gli shock, mantenere la propria forma, la sua elasticità che lo rendono un materiale adatto per molte applicazioni.
ASTM D 575-91 (96) Compression Deflection, Method A 25% Deflection
ASTM D 395-97 Compression Set, 22hrs @ 25% Compression Room Temperature
AKTON
ASTM D 624-98 Compression Set, 22hrs @ 25% Compression Room Temperature
Sample No.
Lbs. per Square Inch
Sample No.
Lbs. per Square Inch
Sample No.
Tear Strength, Lbs/In.
1
0.66
1
0
1
3.4
2
0.63
2
0
2
3.5
3
0.63
3
0
3
2.7
Median
0.63
Median
0
Median
3.4
ASTM D 412-98a Rubber Properties in Tension Sample No.
100% Modulus (PSI)
200% Modulus (PSI)
300% Modulus (PSI)
1
2.6
3.2
4.8
16.9
959.1
2
3.1
4.0
5.3
22.7
1060.3
3
2.6
3.9
5.6
18.4
1030.0
Median
2.6
3.9
5.3
18.4
1030.0
Recoil Force
NO PADS
LEADING COMPETITOR PAD
Peak Force 2201 lbs. 4 milliseconds
Time
Peak Tensile Ultimate Elongation Shore A Hardness (PSI) (%) (pts)
AKTON PAD
Peak Force 1663 lbs. 4 1/2 milliseconds
N/A
Peak Force 941 lbs. 3 millisec.
proprietĂ
AKTON Di colore giallo Traslucido Morbido al tatto Elastico
composizione
AKTON
L’Akton è un materiale fisicamente definito “Polimero viscoelastico asciutto di poliuretano” ed è un materiale solido, mono-molecolare. La superficie del materiale è formata da un sottilissimo film elastico, molto simile alla pelle umana.
applicazioni
AKTON
Le applicazioni principali del materiale sono nel settore medico ma viene utilizzato anche in altri ambiti. Alcuni esempi sono le selle delle motociclette o i rivestimenti per i fucili da caccia per attutire colpi e vibrazioni.
applicazioni
AKTON In futuro potrebbe trovare applicazioni in tutte quelle situazioni dove è necessaria una protezione soprattutto da carichi elevati e per tempi prolungati, mantenendo condizioni igieniche adeguate.
CONCLUSIONI 1982
2005
2005-2010
confronti
CONCLUSIONI
confronti
CONCLUSIONI
D3o
Poron xrd
Deflexion S-Range
Deflexion TP-Range
confronti
CONCLUSIONI
D3o
Poron xrd
Deflexion S-Range
Deflexion TP-Range
confronti
CONCLUSIONI
Poron xrd
Competitor A
Competitor B
Competitor C
confronti
CONCLUSIONI
Poron xrd
Competitor A
Competitor B
Competitor C