Ballistische Materialien:Alles, was Sie wissen müssen [2022]

Ballistische Materialien sind eine Materialart, die in ballistischer Rüstung, Körperschutz und Helmen verwendet wird. Das Militär wurde zuerst entwickelt und eingesetzt, um Soldaten im Zweiten Weltkrieg vor Granatsplittern zu schützen. Die heute verwendeten Materialien sind jedoch viel besser und schützender. Wir haben eine bessere und breite Palette an Designs mit ballistischen Materialien und Fortschritten in der Technologie entwickelt.

Kugelsichere Westen sind moderne leichte Rüstungen, die speziell entwickelt wurden, um die kritischen Organe des Trägers vor Verletzungen durch Kugeln zu schützen. „kugelsichere Weste“ ist ein häufiges Missverständnis unter vielen Herstellern und Benutzern von Schutzpanzern. Der Begriff „kugelsichere Weste“ ist treffender, da der Träger nicht vollständig vor dem Aufprall einer Kugel geschützt ist.

Ballistische Materialien bestehen aus verschiedenen Stoffen, darunter Stahl, Kunststoff, Keramik und Titan. Es ist eine Form des ballistischen Schutzes, der verwendet wird, um den Träger durch Nutzung ihrer mechanischen Eigenschaften vor Kugeln und Splittern zu schützen. Es gibt zwei Arten von kugelsicheren Materialien, harte und weiche.

Weiche kugelsichere Materialien bestehen hauptsächlich aus Kevlar oder Aramid, einem synthetischen Material, das in ein elastisches Gewebe eingewebt ist. Harte kugelsichere Materialien sind Metalle wie Stahl oder Aluminiumlegierungen.

Was sind Aramidfasern?

Aramidfasern sind Hochleistungsfasern, die aus synthetischen Molekülen mit mäßig starren Polymerketten aufgebaut sind. Diese Moleküle sind durch starke Wasserstoffbrückenbindungen verbunden, die mechanische Belastungen effizient übertragen und die Verwendung von Ketten mit niedrigem Molekulargewicht ermöglichen.

Der Begriff „Aramid“ ist ein Akronym für „aromatisches Polyamid“. Die Verwendung dieser Fasern für militärische Anwendungen geht auf den Zweiten Weltkrieg zurück, wurde jedoch erst vor kurzem entwickelt.

Aramidfasern unterscheiden sich von anderen synthetischen Fasern durch die folgenden allgemeinen Eigenschaften:

• Hohe Zähigkeit
• Abriebfestigkeit ist ausgezeichnet.
• Ausgezeichnete Toleranz gegenüber organischen Lösungsmitteln
• Nicht leitend
• Es gibt keinen Schmelzpunkt.
• Die Entflammbarkeit ist gering.
• Hervorragende Gewebeintegrität bei erhöhten Temperaturen

Diese ausgeprägten Eigenschaften resultieren aus steifen Polymermolekülen mit starker Kristallorientierung und engem Kontakt zwischen Polymerketten aufgrund von Wasserstoffbrückenbindungen.

Was ist Kevlar? Und wie funktioniert es?

Was ist Kevlar? Und wie funktioniert es?

Körperschutz aus Stahlplatten wurde 1538 erfunden. Bis zum 20. Jahrhundert wurden nach und nach kugelsichere Ganzstahlwesten verwendet und entwickelt. Die heutigen Körperschutzsysteme enthalten möglicherweise etwas Stahl (wenn auch nur in geringen Mengen), bestehen jedoch größtenteils aus Kevlar.

Kevlar ist eine Art Aramid. Es ist ein von DuPont entwickeltes Material. Es ist eine synthetische Faser, die Schutz vor Kugeln und Splittern bietet. Aufgrund seiner starken chemischen Bindungen zwischen seinen Molekülen ist es in der Welt der Körperpanzer sehr effektiv. Diese Verbindungen verleihen Kevlar seine Haltbarkeit, Flexibilität und Festigkeit.

DuPont brachte Kevlar als eines der ersten kugelsicheren Gewebe und eine der ersten Fasern auf den Markt, die als Rohmaterial für Reifen, Seile und Kabel verwendet wurden. Es veränderte viele Branchen, sobald es entdeckt wurde, und Nylongewebe wird noch heute in verschiedenen Produkten verwendet.

Dieses neue Material senkte das Gesamtgewicht des Körperschutzsystems erheblich und verbesserte die Mobilität der Person, die die Weste trägt, erheblich. Daraus entstanden die modernen kugelsicheren Westen, die heute verwendet werden.

Erstellung von Kevlar-Fasern

Das Polymer Poly-para-Phenylenterephthalat muss zunächst in einem Labor synthetisiert werden, um Kevlar herzustellen. Dies wird durch den Polymerisationsprozess erreicht, bei dem Moleküle zu langen Ketten verbunden werden. Die resultierende kristalline Flüssigkeit, die stabförmige Polymere enthält, wird dann durch eine Spinndüse (eine kleine Metallplatte mit mikroskopisch kleinen Poren, die einem Duschkopf ähnelt) extrudiert, um Kevlar-Garn herzustellen. Danach wird die Kevlar-Faser zum Aushärten abgekühlt. Die synthetische Faser wird nach der Behandlung mit Wasser auf Rollen gewickelt. Die Faser wird oft an Werfer geschickt, die sie drehen, um sie für die Webmethoden des Kevlar-Herstellers vorzubereiten. Die Garne werden im einfachsten Design gewebt, Leinwand- oder Tabbybindung, die nur das Muster von Fäden ist, die sich verflechten.

Kugelsichere Westen aus Kevlar

Kevlar, das in den Westen verwendet wird, ist ein gewebter Stoff aus synthetischen Fasern, die durch Polymerisation hergestellt werden. Kevlar ist ein hochfestes Material, das für sein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht bekannt ist; Im Vergleich zum Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht von Stahl ist Kevlar fünfmal stärker. Das geringe Gewicht von Kevlar, kombiniert mit seiner hohen Zugfestigkeit (3620 MPa) und Energieabsorptionsfähigkeit im Vergleich zu anderen Materialien, macht es zu einem idealen Material für die Verwendung in einer ballistischen Weste.

Schutzkleidung ist die häufigste ballistische Anwendung von Verbundmaterialien, einschließlich Verbundwerkstoffen auf Kevlar-Basis.

Was bedeutet Stoffballistik?`

Der Begriff „ballistisch“ kann bei Stoffen eine von zwei Stoffarten bedeuten. Es könnte sich auf das Material beziehen, das in weichen Körperpanzern verwendet wird. Diese Stoffe werden typischerweise aus hochfesten Fasern wie Para-Aramid, Hochleistungspolyethylen (HPPE) oder Hochmodul-Polyethylen gewebt. Solche Formen ballistischer Materialien haben jedoch eine sehr spezielle Endanwendung.

Niedertechnologische ballistische Materialien werden typischerweise in weichwandigen Gepäckstücken und Rucksäcken verwendet. Ballistisches Gewebe ist ein korbgewebtes Nylongewebe mit einer 2 x 2-Bindung. Es besteht oft aus 1050-Denier-Nylon, aber leichtere Materialien wie 840-Denier können ebenfalls verwendet werden. „Senior“-Ballistik ist die Bezeichnung für das dickere ballistische Nylon, während das leichtere als „Junior“-Ballistik bezeichnet wird. Während Nylon die am häufigsten verwendete Faser in diesen Designs ist, gibt es auch ballistisches Polyester. Packstoff ist ein vergleichbares Textil, das meist aus Nylon besteht. Es ist jedoch in der Regel eine Leinwandbindung und ein geringeres Gewicht (400 oder 420 Denier).

Was ist der Herstellungsprozess für ballistische Materialien?

Der Herstellungsprozess ballistischer Materialien ist kompliziert und erfordert viel Präzision. Ballistische Materialien können aus Metall oder Polymer hergestellt werden und werden in vielen verschiedenen Branchen verwendet, einschließlich Militär, Strafverfolgung und Sport.

Hersteller von Schutzwesten wenden zwei Hauptherstellungsverfahren für ballistisches Material an:Spritzgießen und Gießen.

Beim Spritzgießen wird eine Maschine verwendet, um geschmolzenes Material in eine Form zu spritzen, um die gewünschte Form zu bilden. Beim Gießen wird geschmolzenes Metall oder andere Substanzen in eine Form gegossen, um die gewünschte Form zu erhalten.

Der Herstellungsprozess ballistischer Materialien besteht aus drei Hauptschritten:Gießen, Formen und Veredeln.

Herstellungsprozesse für ballistische Materialien sind für die Gestaltung und Entwicklung von kugelsicherem Material von entscheidender Bedeutung.

Ballistische Materialien haben Designmethoden, die darauf abzielen, ballistischen Widerstand gegen Kugeln, Sprengstoffe und andere Bedrohungen durch Schusswaffen zu bieten. Beim Kauf der Endprodukte sollten jedoch unterschiedliche ballistische Eigenschaften berücksichtigt werden.

Ballistische Teststandards (Schutzniveau/Panzerungsstufe) von schusssicheren Westen

Im Gegensatz zu traditioneller Kleidung müssen kugelsichere Westen strenge Schutztests bestehen, die vom National Institute of Justice (NIJ) vorgeschrieben sind. Kugelsichere Westen sind nicht alle gleich. Einige sind bei niedrigen Geschwindigkeiten resistent gegen Bleigeschosse, während andere bei hohen Geschwindigkeiten gegen Vollmetallgeschosse resistent sind.

Westen sind vom geringsten bis zum höchsten Schutz nummeriert:I, II-A, II, III-A, III, IV und Ausnahmefälle (diejenigen, für die der Kunde den erforderlichen Schutz spezifiziert). Jede Klassifizierung definiert, welche Art von Kugeln die Weste mit welcher Geschwindigkeit nicht durchdringt. Auch wenn es vernünftig erscheinen mag, die am besten bewerteten Westen (wie III oder IV) auszuwählen, sind solche Westen kräftig, und die Bedürfnisse der Person, die eine trägt, erfordern möglicherweise eine leichtere Weste. Für den Einsatz bei der Polizei empfehlen Experten den Kauf einer Weste, die vor der Art von Schusswaffe schützt, die der Beamte regelmäßig trägt.