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Soluciones transparentes a prueba de balas para escudos de drones: el potencial y los desafíos de las películas de TPU
Con la aplicación generalizada de vehículos aéreos no tripulados (UAV) en militares, seguridad, logística y otros campos, la demanda de su protección está creciendo. Especialmente en escenarios de alto riesgo, como el reconocimiento del campo de batalla, las patrullas fronterizas y las operaciones antiterroristas, los UAV pueden enfrentar la amenaza de balas, fragmentos o entornos duros. Aunque los escudos de metal o compuestos tradicionales pueden proporcionar protección, a menudo aumentan el peso, afectan el rendimiento del vuelo y no son adecuados para piezas que requieren transparencia óptica (como los escudos de la cámara).
Como un material emergente a prueba de balas transparente, la película de poliuretano termoplástico (TPU) se está convirtiendo gradualmente en una opción ideal para los escudos UAV. Este artículo explorará el potencial a prueba de balas, las ventajas técnicas, los desafíos actuales y las direcciones de desarrollo futuras de las películas de TPU para proporcionar referencia a la industria.
La TPU (poliuretano termoplástico) es un material elastomérico con alta resistencia, resistencia a la rotura y capacidad de absorción de energía. Cuando se ve afectada por balas o fragmentos, la película de TPU puede dispersar la fuerza de impacto a través de la deformación plástica para evitar la penetración mientras se mantiene la integridad estructural. La estructura compuesta TPU de múltiples capas puede mejorar aún más el nivel a prueba de balas y es adecuado para entornos de mayor amenaza.
En comparación con el vidrio tradicional a prueba de balas (como el policarbonato), la transmitancia de luz de la película TPU puede alcanzar más del 90%, y la neblina es baja, lo que es adecuado para la protección de equipos ópticos clave, como cámaras, sensores infrarrojos y lidar. La densidad de TPU es de aproximadamente 1,2 g/cm
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, que es mucho más bajo que el vidrio a prueba de balas (~ 1.5-2.0 g/cm
³
) o armadura de metal. En el mismo nivel de protección, la cubierta protectora TPU puede reducir el peso en un 30% -50% en comparación con las soluciones tradicionales, lo que ayuda a extender el tiempo de vuelo de los drones.
La película TPU tiene una excelente resistencia a los rayos UV, resistencia a la temperatura alta y baja (-40
℃
a 80
℃
), y resistencia a la corrosión, y es adecuada para uso a largo plazo en entornos complejos (como desiertos, océanos y regiones polares).
Película de TPU de una sola capa: adecuada para escenarios de baja amenaza (como antigraveo, ataques de aves). TPU + policarbonato de múltiples capas (PC) o fibra de aramid: mejorar el rendimiento a prueba de balas a través del diseño laminado y puede resistir el impacto de las balas a velocidades más altas.
Aunque la película de TPU tiene una fuerte resistencia al impacto, su dureza de la superficie es baja y es fácil de rascar. Las soluciones actuales incluyen: Tecnología de recubrimiento de nano: carbono de diamante (DLC) o SIO
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El recubrimiento se plantea en la superficie de TPU para mejorar la resistencia al desgaste. Proceso de laminación híbrida: Compuesto con poliuretano endurecido (PU) o película para mascotas para equilibrar la dureza y la dureza. Algunas instituciones de investigación están desarrollando materiales de TPU de autouración. Cuando aparecen pequeñas grietas en la capa de película, se pueden reparar automáticamente mediante calentamiento o reacción química para extender la vida útil.
La película TPU se ha convertido en un material ideal para cubiertas a prueba de balas transparentes para drones debido a su alta transparencia y resistencia al impacto. Aunque todavía existen desafíos en términos de límite a prueba de balas, durabilidad y costo a largo plazo, con el avance de la ciencia de los materiales, se espera que las soluciones de protección basadas en TPU se conviertan en la corriente principal de la industria en los próximos 3-5 años.
