Ein 3D-gedruckter Fahrradhelm kann sich zusammenziehen und verformen und schützt so den Kopf des Fahrers

Ein neuer Fahrradhelm mit geometrischem Design könnte dazu beitragen, die Sicherheit der Fahrer zu erhöhen, indem er Kopfverletzungen reduziert. Der von Forschern der Universitäten Göteborg und Isfahan entwickelte 3D-gedruckte Helm kann Stöße besser absorbieren als herkömmliche Helme mit Schaumstoffpolsterung, indem er seine Form je nach Bedarf verformt.

Ähnlich dem Prinzip der Knautschzonen bei einem Auto besteht die Idee darin, dass sich die innere Schicht des Helms zusammenzieht und Energie absorbiert , sodass bei einem Aufprall weniger Kraft auf den Kopf des Fahrers einwirkt.

„Wenn das Linermaterial der Energie eines Aufpralls ausgesetzt wird, zieht es sich zusammen, und dies verbessert die Absorption der Aufprallenergie, was bedeutet, dass das Risiko von Kopfverletzungen eines Radfahrers bei einem Unfall geringer ist“, erklärt der leitende Forscher Mohsen Mirkhalaf von der Universität Göteborg. „Mit einer speziellen Designoptimierungsmethode haben wir die bestmögliche geometrische Konfiguration ermittelt, um die Crashkräfte zu minimieren. Die Geometrie der Materialstruktur ist ein entscheidender Faktor.“

Die Geometrie des Helms wurde mithilfe von Computersimulationen ermittelt und anschließend im 3D-Druck gedruckt. In der gedruckten Version wurde ein Material namens hyperelastisches Polymer verwendet, das sich dehnen, zusammenziehen und verformen kann und dann in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. Das Team testete die gedruckte Version im Vergleich zu herkömmlichen Schaumstoffhelmen in zwei Arten von Unfallszenarien und stellte fest, dass die neue Version den Kopf besser schützte.

Der 3D-gedruckte Helm bietet nicht nur besseren Schutz, sondern ist auch leichter und seine Form kann an den Kopf eines einzelnen Fahrers angepasst werden. Die Forscher vermuten, dass es für Profisportler nützlich sein könnte oder für diejenigen, die die derzeit erhältlichen Fahrradhelme als unbequem empfinden, obwohl die Technologie zum Bedrucken des Helms bedeutet, dass er derzeit teurer ist als herkömmliche Modelle.

„Mit der weiteren Entwicklung könnte diese Technologie zu einer neuen Generation von Fahrradhelmen führen, die sicherer, komfortabler und anpassbarer sind“, sagte Mirkhalaf. „Obwohl die 3D-Drucktechnologie derzeit teurer ist als massenproduzierte Schaumstoffeinlagen, wird erwartet, dass die Kosten mit zunehmender Verbreitung der Technologie sinken. In Zukunft könnte es sogar möglich sein, personalisierte Helme nach Bedarf drucken zu lassen, um sicherzustellen, dass jeder Fahrer den bestmöglichen Schutz erhält.“

Die Forschung wurde im International Journal of Solids and Structures veröffentlicht.