Jak mohou být PC Anti Riot Shields lehké a zároveň zajišťovat ochranný výkon?
V oblasti boje proti terorismu, potlačování nepokojů, reakce na mimořádné události a dalších bezpečnostních oblastí jsou PC Anti Riot Shield klíčovým vybavením pro zajištění bezpečnosti životů personálu. Musí mít nejen ochranný výkon proti nárazům, propíchnutí, střepinám atd., ale také musí splňovat požadavky na nízkou hmotnost pro přenosnost a mobilitu. Může se zdát, že mezi těmito dvěma pojmy existuje rozpor, ale ve skutečnosti lze rovnováhy mezi výkonem a hmotností dosáhnout synergickým efektem materiálů, konstrukcí a procesů. Dosažení této rovnováhy je klíčovým projevem moderní technologie konstrukce ochranných prostředků.
Výběr materiálu je základem pro dosažení rovnováhy mezi nízkou hmotností a ochranným výkonem PC protipožárních štítů . Tradiční štíty odolné proti výbuchu často používají kov nebo běžné plastové materiály, ale vznik PC materiálů toto omezení prolomil. Samotný PC materiál má vynikající mechanické vlastnosti s rázovou houževnatostí 250krát vyšší než u běžného skla a 30krát vyšší než u akrylu. Při stejné ochranné ploše může použití pouze PC materiálu zpočátku uspokojit základní ochranné potřeby a zároveň snížit hmotnost. Pro další zlepšení výkonu je v současnosti běžným přístupem modifikace PC materiálů, například přidání výztužných látek ze skleněných nebo uhlíkových vláken. Tato metoda umožňuje štítu odolat vysokorychlostním úlomkům nebo tupým předmětům a zároveň být lehký. Zároveň si modifikovaný PC materiál zachovává dobrou houževnatost a při nárazu se snadno nerozbije, což může zabránit sekundárnímu poškození úlomky a vyvážit bezpečnost a spolehlivost ochrany.
Strukturální design je klíčem k maximalizaci výkonu materiálu a další optimalizaci rovnováhy mezi nízkou hmotností a ochranou. Tradiční štíty pro tablety trpí problémy s koncentrací napětí a jsou náchylné k poškození na okrajích nebo ve středových oblastech při nárazu. Pro zvýšení ochranného účinku je často nutné zvětšit tloušťku materiálu, což vede ke zvýšení hmotnosti. Moderní štíty proti nepokojům pro počítače řeší tento problém pomocí biomimetiky a technologie mechanické simulace s využitím asymetrického strukturálního designu. Okraj štítu je zároveň navržen se zesílenými zaoblenými rohy, což nejen zabraňuje poškrábání uživatele ostrými hranami, ale také zvyšuje odolnost okraje proti nárazu. Štít dále absorbuje energii nárazu bez zvýšení hmotnosti a dokáže lépe chránit uživatele při silných nárazech, jako jsou explozivní rázové vlny.
Řízení procesu je důležitým článkem při zajišťování implementace materiálového a konstrukčního návrhu, který zaručuje lehký a stabilní ochranný výkon. Proces lisování PC materiálů přímo ovlivňuje jejich mechanické vlastnosti. V současné době se u běžných PC protipožárních štítů používá vstřikovací nebo extruzní lisování a kvalita je zajištěna přesnou regulací teploty a tlaku. Po lisování je také nutné žíhání. Štít by měl být umístěn do prostředí s konstantní teplotou 80 °C - 100 °C po dobu 2-4 hodin, aby se eliminovalo vnitřní pnutí vznikající během procesu tváření, zlepšila se stabilita materiálu a zajistilo se, že se štít během dlouhodobého používání snadno nedeformuje nebo nepraská v důsledku uvolnění pnutí. Kromě toho je zásadní i proces nanášení povlaků na povrch štítu. Tyto povlaky sotva zvyšují hmotnost, ale mohou zlepšit odolnost povrchu proti opotřebení a poškrábání, čímž se prodlužuje životnost štítu.
Od modifikace materiálu přes strukturální optimalizaci až po řízení procesů je zlepšování odlehčení a ochrany PC Anti Riot Shield systematickým projektem. S rozvojem materiálové vědy se v budoucnu mohou objevit lehčí a pevnější PC kompozitní materiály, které dále sníží jejich hmotnost. Konstrukční návrh také dosáhne přesnějšího personalizovaného designu, optimální struktury bude přizpůsobena různým scénářům použití, což umožní štítu dosáhnout přesné rovnováhy mezi „nejnižší hmotností a nejsilnější ochranou“ v konkrétních scénářích. Neustálý pokrok v těchto technologiích nakonec povede k zajištění bezpečnosti PC Anti Riot Shield a zároveň z něj udělá skutečnou bezpečnostní bariéru pro „lehký boj“.