Un casque imprimé en 3D s’inspire du diagramme de Voronoï pour mieux protéger

Les casques de protection sont aujourd’hui utilisés pour de nombreuses activités physiques et jeux sportifs, multipliant les modèles. Inventé pour la première fois il y a plusieurs décennies, ce type d’équipement de protection est redéveloppé chaque fois qu’une nouvelle technologie est suffisamment perturbatrice pour lui apporter des améliorations significatives. La fabrication d’additive est la dernière technologie qui continue d’inspirer les créateurs de tous les domaines pour expérimenter et améliorer toutes sortes de produits, et les casques de protection ne sont pas une exception. Par exemple, l’impression 3D a permis aux scientifiques de l’University College London (UCL) de développer HEXR, un casque de vélo imprimé en 3D avec une structure cellulaire. Il existe plusieurs autres cas, des casques de hockey imprimés en 3D par KAV aux casques en verre pour le football américain – les équipements de protection fabriqués par impression 3D deviennent progressivement la nouvelle norme. La dernière invention est un casque de vélo imprimé en 3D inspiré de la fameuse structure unique de Voronoï.

Il a été développé à Nanjing, en Chine, par trois designers : Yuefeng Zhou, Zhecheng Xu et Haiwei Wang. Ils affirment que leur casque offre une meilleure protection et est plus léger que les équipements fabriqués traditionnellement. En combinant la technique paramétrique et la bionique, les concepteurs ont réussi à obtenir un excellent système mécanique externe – lorsqu’elle reçoit un choc externe par une force extérieure, la structure offrirait une meilleure stabilité. Cette structure s’inspire des motifs de Voronoï, une forme de diagramme inventé par le mathématicien éponyme. C’est une forme qui rappelle la structure d’un os d’animal, d’une carapace de tortue ou encore du pelage d’une girafe. Les caractéristiques des motifs de Voronoï aident à rediriger les impacts externes du centre vers d’autres zones du casque, permettant ainsi une répartition plus stable de la force.

La conception du Voronoï se distingue d’une structure de protection plus conventionnelle par son système mécanique bionique imprimé en 3D. Celui-ci permet d’obtenir un équilibre parfait entre sécurité et légèreté, assurant ainsi non seulement une meilleure protection, mais aussi un confort plus important. En outre, ce modèle se distingue par une meilleure perméabilité à l’air par rapport aux casques de vélo « standard ». Les créateurs du casque expliquent : « La structure de Voronoï est le résultat d’une évolution naturelle, qui donne aux organismes des performances physiques parfaites dans les aspects de légèreté, de stabilité et d’interaction énergétique. Ainsi, nous avons appliqué cette technique paramétrique à l’amélioration de la conception des casques. À l’équilibre de la légèreté et de la sécurité, nous espérons fournir aux gens un casque de vélo de protection personnelle plus confortable, plus à la mode et plus sûr« .

Les principaux matériaux utilisés pour la création de la coque du casque sont le kevlar/carbone et la résine de fibre de verre avec une doublure en polystyrène. Le produit final sera disponible en trois tailles et en différentes couleurs. Les concepteurs estiment que ce casque a un « aspect organique cool », ce qui est difficile à contester – l’esthétique visuelle est en effet unique. Dans un avenir proche, nous pourrions peut-être voir les propriétaires d’imprimantes 3D de bureau imprimer eux-mêmes leurs casques Voronoï : après tout, qui ne veut pas rouler à vélo avec style ?

Enfin, notez que le casque de vélo Voronoï a reçu le A’ DESIGN Award dans la catégorie des vêtements de sécurité et des équipements de protection individuelle, 2019 – 2020. Vous pouvez en savoir plus sur le projet ICI.

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