Tuta Protettiva, configurazione finale. PORON

Poron Poron dettaglio Campioni poron

Direttamente dagli stati uniti, arriva nei laboratori di Sistemi Futuri il PORON, il materiale antiurto da testare per verificarne l’applicabilità al nostro Progetto Iron Man.

Inutile dire che era questa la notizia bomba a cui mi riferivo nel commento di qualche giorno fa :D, e inutile dire che non vedo l’ora di stressare queste “spugnette” per vedere come rispondono!

Riguardo alla tuta protettiva facendo una ricapitolazione vogliamo valutare la bontà di una tuta così costituita:

  • Strato esterno di Composito in Fibra di Carbonio + Resina Epossidica, di spessore totale 4 mm.
    Questo serve innanzitutto a dare una struttura solida all’armatura, in secondo luogo a fornire protezione da abrasioni e graffi, e infine con funzione strutturale come prima elemento sacrificabile in caso di impatto violento di qualsiasi tipo.
  • Secondo strato formato da pelli di Kevlar trattato con Shear Thickening Fluid di spessore circa 2 mm.
    Questo strato dovrebbe garantire la protezione a penetrazione  nel caso in cui un oggetto rompesse la protezione esterna in carbonio. La possibilità è remota in condizioni nominali, ma l’intenzione è quella di testare il tutto per garantire la protezione antiproiettile per proiettili di piccolo calibro.
  • Terzo strato in PoronXRD, materiale antiurto, di spessore indicativo 20-25 mm.
    La funzione principale e nominale di questo strato è proteggerci da impatti come cadute al suolo o scontri di qualsiasi tipo, e verrà quindi testato innanzitutto per questo scopo; ma vogliamo anche testarlo in combinazione con il Kevlar impenetrabile per capire se la combinazione dei due materiali può essere un efficace protezione antiproiettile.

Si prevede un eventuale protezione ignifuga per il pilota (tipo tuta ignifuga dei piloti di F1), che però ovviamente non protegge l’armatura. Credo che pensare ad un’ armatura completamente ignifuga sia poco fattibile allo stato attuale.

Ah dimenticavo, i componenti meccanici come i servomotori per l’esoscheletro verranno alloggiati sotto i pezzi in carbonio. Questi ultimi verranno infatti progettati  prevedendo già questi alloggiamenti. Per le componenti elettroniche sono ancora indeciso, ma molto probabilmente la loro posizione dipenderà dal tipo di componente e dal livello di criticità ad esso associato.

Beh che dire ragazzi, le cose si stanno mettendo abbastanza bene pare :)
A fine mese è schedulato l’acquisto dell’ormai leggendario Arduino Starter Kit, e quindi cominceremo anche a lavorare sulle componenti elettroniche.
Sempre verso la fine del mese comincerò a fare un po’ il piccolo chimico con polietilene glicole e polvere di silicio per trattare e testare le prime pelli di kevlar. Per la produzione dei componenti in carbonio dobbiamo aspettare ancora un po’, ma comunque ho intenzione di produrre un primo componente prototipale completo entro quest’anno solare (tipo avambraccio con servomotori, protezione, elettronica etc etc).
Come sempre tutto il materiale del progetto: Disegni dei componenti, note e documentazione tecnica sui materiali, codici di calcolo, foto e video di assemblaggi, materiale, report, etc. li trovate tutti nella cartella cloud di Sistemi Futuri. Per attivare la condivisione basta chiedere :) potete seguire la facile procedura nella sezione “Condivisione” del sito.

Buona Giornata a tutti :D

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25 risposte a “Tuta Protettiva, configurazione finale. PORON

  1. Hey, ti seguo da un po’ e sono rimasto sorpreso che finalmente un italiano con certe conoscenze abbia preso in considerazione un progetto così ambizioso, davvero complimenti :) Poi il fatto di fare una roba del genere, primo come idea spacca, secondo se dovesse finire bene avresti creato dal nulla qualcosa di spettacolare, spero’ davvero che tutto continui bene ;) comunque una domanda: sicuro che del poron e del kevlar messi insieme riescano a proteggere da urti e proiettili? Non si potrebbe provare ad aggiungere uno strato di metallo? Dopotutto l’armatura di iron sembra parecchio dura.. Certo e’ un film pero’ secondo ora come ora sarebbe forse un po’ troppo “leggera” :) grazie in anticipo per futuri chiarimenti ;)

    • Grazie per i complimenti :)
      prima domanda: non ne sono sicuro ovvio xD va testato. Se da soli non funzionano proviamo anteponendo lo strato di carbonio. Se non funziona neanche così credo che rinunceremo alla protezione antiproiettile, ma comunque possiamo fare una prova con diversi strati di metallo fino a raggiungere la protezione desiderata. Un po’ un test alla MythBusters.
      La questione della leggerezza è: non si è mai troppo leggeri! Più l’armatura è leggera più siamo stati bravi. In senso operativo sarebbe meglio anche se il pilota pesasse meno, un po’ come nelle formula 1, se pesi poco, a parità di potenza erogata voli più veloce, o a parità di peso puoi aggiungere alte tecnologie di supporto all’armatura.

      Ormai con i nuovi materiali il concetto di “durezza e peso = resistenza” non dico che non sussiste più, ma va un po’ rivisto. Qualcuno può storcere il naso, ma (per nostra fortuna) è così :)

  2. Ciao DottorProto sono contento che la mia idea sia servita a qualcosa. Comunque volevo sapere ma quelli sono dei campioni che ti sei fatto inviare dalla fabbrica per testarli o li hai comprati proprio? Potresti spiegarmi come riceverli che vorrei fare qualche prova anche io? Grazie mille e continua ad aggiornarci…

    • Ciao Mirko,
      si, quelli sono dei campioni gratuiti che mi sono fatto inviare. Puoi richiederne anche tu utilizzando il format “request samples” dal sito poronxrd (http://www.poronxrd.com/sample/index.aspx).
      Ovviamente devi scrivere una e-mail in inglese, e ti consiglio prima di tutto di leggerti il file sulla tipologia di materiali che loro producono, le densità e tipo di scopo collegato al tipo di materiale. Scaricati queso (http://www.poronxrd.com/documents/1590/PORON-Cushioning-Product-Availability-Booklet.pdf) lo puoi trovare anche sull’archivio di sistemi futuri.
      In questo modo puoi andare sul sicuro sul tipo di pezzo da chiedere. Io ho richiesto 600x600mm di fogli di diversa densità con spessore di 12,7mm, principalmente perchè mi servono per testarli, anche in combinazione tra loro. ma come vedi me ne hanno dati 3.
      Col senno del poi ti consiglio di provare a richiedere fogli più spessi, o da 15.88mm o da 19.00mm sempre con densità variabili (tipo questo “XRD 09750” o “XRD 12625”).Dovrebbero essere i più adatti al nostro caso e ho letto che anche se laminati i fogli funzionano lo stesso, quindi più sono spessi meglio è. Ah, e chiedi 400mmx600mm, così forse te ne danno 4 xP.
      Ovviamente dovrai giustificare la richiesta con un progetto, generalmente qualcosa di aziendale, e questo è il punto più difficile da superare. Io mi sono appoggiato ad un progetto complementare (se avessi detto che sto provando a costruire iron man non credo che mi avrebbero preso sul serio).

      Comunque, vada come vada, ho visto che questo materiale non costa poi molto, ma come sempre capita bisogna acquistarne in rotoloni di grossa dimensione e in più pezzi. Casomai dopo qualche test possiamo fare un ordine cumulativo noi di Sistemi Futuri, così anche se dobbiamo spendere 300-400 euro, diviso 6 o 7 persone può essere fattibile.

      Se hai bisogno di altro contattami tramite e-mail.

      • grazie mille DottorProto…la cosa più difficile è che scusa inventarsi per farseli spedire….

  3. Ciao, complimenti per il progetto!!
    Prova a cercare anche D3O, è un materiale che si comporta come i fluidi non newtoniani, la sua durezza aumenta all’aumentare della velocità di sollecitazione…viene già impiegato e potrebbe davvero tornare utile nelle parti di armatura che richiedono un movimento (giunti braccia, gambe, collo)

    p.s. hai mai pensato di lanciare il progetto su Kickstarter?

  4. Si, il d3o ci è stato suggerito anche in qualche post fa da “trappone”, si potrebbe pensare a come adoperarlo, ma per ora preferisco non mettere troppa carne a cuocere xD (comunque hai fatto benissimo a dirlo :))

    Lanciare il progetto su kickstarter ci pensai prima di aprire il blog…
    si potrebbe fare :P il fatto è che sono un po’ combattuto tra l’aprire questo progetto al grande pubblico (kickstarter, facebook, youtube, etc) e il proseguire in sordina per annunciare qualcosa a lavoro quasi compiuto. Ci sono pro e contro per entrambe le soluzioni, vanno valutati un po’ :)
    Grazie del suggerimento comunque. Sicuramente quando avrò un po’ di tempo in più comincio a fare la versione inglese del blog, così semmai dovesse tornarci utile la teniamo già fatta :)

  5. Oddio. Davvero complimenti per il progetto e per il blog. Davvero, non pensavo che in Italia ci fossero altri pazzi di Iron Man come me xD Comunque, io sono solo un ragazzino, non vi potrò essere d’aiuto, data la scarsità della mia preparazione sull’argomento, ma pian piano sto leggendo tutti i post, e sono rimasto davvero allibito dalla potenziale fattibilità di quanto descritto. Rinnovo i conplimenti, aggiungendo un in bocca al lupo, continuerò a seguirla/vi.

    • È paradossale la cosa che succede: Quando si è più giovani si sogna e si cerca di inseguire i propri sogni, ma non si hanno le conoscenze/competenze adeguate per fare ciò che si vuole. Poi si diventa più grandi, si studia, si accumula esperienza, e contemporaneamente la quasi totalità di persone perde i suoi sogni o decide di metterli in un cassetto.
      Io credo che quelle poche persone che non si accontentano, che vogliono a tutti i costi esaudire i propri sogni, sono proprio quelle che cambiano il mondo.
      Abbiamo solo una vita, se la sprechiamo accontentandoci arriveremo alla fine dei nostri giorni con tanti rimpianti. Se invece decidiamo di seguire i nostri sogni, di fare quello che ci piace nonostante tutto, allora alla fine saremo veramente felici e soddisfatti.

      Sono contento che il blog e il progetto ti piacciano, e spero che da qui riuscirai a imparare qualcosa che potrà servirti a realizzare un giorno i tuoi sogni. Stimolare la fantasia e le passioni e insegnare qualcosa sono degli obbiettivi primari per me.

  6. ciao DottorProto come va? come proseguono le prove sul poron? danno risultati soddisfacenti? che ti provo di prove stai effettuando?

    • Eh, purtroppo è più difficile del previsto. Volevo effettuare delle prove di impatto a varie energie, e l’ideale sarebbe farlo con i macchinari dell’università. Ma un po’ il fatto che è periodo di esami, un po’ perché conosco bene i tempi dell’università, ho deciso di non perdere proprio tempo a chiedere (a meno che non si sblocca una certa situazione… in tal caso il progetto Iron Man potrebbe davvero prendere il volo, ma per ora meglio non considerare questa possibilità xD).
      Quindi ho deciso di procedere in maniera autonoma. Per fare le cose per bene devo comprare delle celle di carico, o dei sensori simili. Sto un po’ vedendo quali potrebbero fare al caso nostro. Questo fine settimana invio delle richieste di preventivo e vediamo un po’.
      Ho anche pensato ad un metodo alternativo che, se anche poco ortodosso, può essere un buon backup. Se questi sensori costano troppo e all’uni non riesco a lavorare ci accontentiamo, per il momento :)

  7. seguo questo sito da molto e non vedo l’ora che questo tuo progetto finisca….davvero bravo anche per le tue conoscenze che mi hanno sbalordito (forse perché io non so niente) Hahahaha….comunque appena lo finisci sarò il primo a comprare il prototipo ;)

  8. Ciao DottorProto è da poco che ti seguo ma il tuo progetto è fantastico mi piace molto. Scusa se ti faccio perdere un po’ di tempo ma non me ne intendo molto di queste cose, potresti spiegarmi come funzionano i servomotori e come li monterai nella struttura dell’armatura? Grazie in anticipo.

    • Ciao Nico, a disposizione ;)
      I servomotori sono dei motori “atipici”. In pratica invece di ruotare velocemente in una sola direzione, ruotano lentamente ed hanno una grande coppia. Inoltre hanno la possibilità di cambiare rapidamente la direzione di rotazione a comando.
      In pratica sono quelli usati in modellismo dinamico o in robotica per far muovere questi oggetti. Ovviamente quelli del modellismo sono servomotori piccoli, ma ce ne sono di tutte le dimensioni.
      Il funzionamento è ben descritto in giro per il web (qui http://www.adrirobot.it/servotester/il_servomotore.htm è spiegato bene), quindi non mi dilungo su questo, ma quelli che ho intenzione di applicare alla tuta non sono semplici servomotori; l’applicazione si avvicina di più a quella del servosterzo delle automobili.
      In pratica ci serve qualcosa che ci assiste nel movimento che facciamo.
      Per farlo a mio parere bisogna interfacciare un servomotore con un trasduttore di coppia che “legge” le nostre intenzioni, o comunque qualcosa del genere. Sto cercando da qualche giorno la quadratura del cerchio, ma ho l’impressione di voler riscoprire il fuoco (nel senso che probabilmente quello che sto cercando di capire io da solo è stato già fatto da tempo), quindi nei prossimi giorni cerco di documentarmi meglio e di elaborare un meccanismo completo.
      Avevo intenzione di pubblicare a breve un nuovo post sull’esoscheletro, quindi ti chiedo solo di attendere un altro pochino per i dettagli :)

  9. Salve team di Sistemi Futuri. Sono un sedicenne appassionato di tecnologie di questo tipo. Posso darvi delle idee sui materiali che potreste usare. Grafene: resistenza superiore, conduce eccellentemente l’elettricità. Puoi usarlo per i componenti elettronici, per batterie super capacitive, per rivestire tutta l’armatura. Un foglio è spesso un atomo, e bisognerà sovrapporlo. Una decina di micron basterebbero. Per la batteria, e qua viene il bello, sarà possibile crearne solo una, caricarla per 3-4 minuti, e avere energia per decine di ore, o essere in volo per rispettivamente più tempo. Betagel: materiale spugnoso simile al poron. Assorbe le vibrazioni in una maniera assurda. Un uovo che cade su un centimetro di questo materiale, da 22 metri, non si rompe.
    Per i propulsori opterei per quattro piccoli moduli, due dietro i talloni e due sulla schiena; dovreste fare in modo che si chiudano e occupino poco spazio. Quelli sulla schiena, essendo vicini al centro di massa del corpo, devono offrire la spinta iniziale. Devono essere direzionabili e avere modalità di volo diverse (volo veloce e dritto, fluttuazione a mezz’aria, superspinta, supporto per salti assistiti di almeno 10 metri.
    L’armatura deve sostenere un certa forza. Parliamo di impatti, un proiettile convenzionale, o un corpo di piccole dimensioni lanciato ad alta velocità. Come potrebbe essere fermato? Ho una proposta. Strato esterno, spray idrorepellente (Protezione da corrosioni); seguono fogli di grafene sottilissimi, (protezione da urti, scheggiature, temperature estreme); il grafene copre un metallo rigido e leggero, una lega di titanio, oppure fibra di carbonio. Ma ricorda che le placche esterne non devono rompersi facilmente. Come viene indossata l’armatura, quanto potrebbe pesare, bisognerà inserire un sistema di ventilazione? Hai pensato ai micropistoni, accoppiati ai servomotori? Dovranno essere fabbricati con qualcosa di molto resistente. Faccio un esempio: il pilota vuole alzare una trave di ferro che blocca le vittime di un terremoto. Mette le braccia sotto la trave, e appena i sensori-dinamometri rilevano una forza superiore a tipo, 15 kg, si attivanobi servomotori che muovono il braccio. Devono avere una base di appoggio solida, quindi le gambe si irrigidiranno e si fletteranno per permettere tutto. Hai pensato alla polvere, alla pioggia e al fango? entreranno nelle giunzioni.
    Tutte le placche esterne sull’armatura si muovono, salvo poche parti fisse. Quindi ascoltami e prendi spunto… potresti utilizzare una muscolatura artificiale. Posta sopra lo scheletro dell’armatura, e sotto le placche. Si irrigidisce o si ‘affloscia’ con impulsi elettrici; fatta con kevlar e grafene combinati
    Non si strappa nemmeno se ci appendiamo un’auto. Quindi sto parlando di un esoscheletro che combina Crysis con Iron Man. Approssimiamo che, da posizione fissa, il pilota potrà alzare 900 kg e muoversi camminando normalmente, con il campo visivo spostato a due telecamere poste sulle gambe, per vedere dove si va. Il pilota deve essere isolato da calore, freddo, ed elettricità. Indosserà una speciale tuta, vestire abiti normali è un problema. Se vieni colpito da una scarica elettrica, il grafene la reindirizza alla batteria costituita da esso, perché è un super-super capacitore, è il massimo. È il paradiso degli elettroni ahahahaha… Suppongo che deve garantirti protezione ermetica quindi l’armatura sarà di certo ermetica. Quale materiale usare per costruire lo scheletro? Un materiale rigidissimo e resistente a torsioni, vibrazioni e sollecitazioni. Un metallo? Di certo non vorremmo superare la soglia di 40 kg di peso complessivo, o sbaglio? Pensateci bene e sviluppate il progetto. Credo che si prolungherà per diversi anni, facendo una stima sulla ricerca dei materiali e sui fondi, direi almeno 6. Io voglio aiutarvi, ma non possiedo conoscenze e tempo. Tenete aggiornato il sito, buona fortuna
    Luciano

    • Ciao Luciano, grazie per il tuo contributo!
      Purtroppo il grafene non può essere considerato all’atto pratico. A livello di materiali possiamo fare affidamento solo su prodotti commerciali.
      Stessa cosa vale per le batterie, non possiamo creare una batteria al grafene o un mini reattore nucleare: non abbiamo ne’ le conoscenze, ne’ i fondi per farlo.
      Ciò che dici sulla propulsione è giusto.
      Per la protezione, ho evitato placche esterne in metallo per i costi legati alla loro lavorazione.
      Il raffreddamento va considerato e sviluppato.
      E’ importante anche il suggerimento sulla protezione da polvere e agenti esterni.
      Per l’esoscheletro la stessa questione: possiamo lavorare solo con materiali commerciali e relativamente economici, sia come attuatori che come scheletro di supporto.
      Ricaricare la batteria dalla scocca è già stato suggerito; per ora non sono in grado di dire se ciò sia possibile e che competenze servirebbero.
      Lo sviluppo richiederà anni di lavoro e un discreto budjet di sviluppo; chi vivrà vedrà.
      Comunque hai dato tantissimi spunti da tenere in considerazione.
      Spero che continuerai a seguire il progetto, magari per vederlo realizzato un giorno.

  10. Avete un intoppo benche se unite carbonio ,kelvar e questo poronx appena l’avversario si avvicina gli basta una lama o una frecca professionale x forare tutti e 3 gli strati …il mio suggerimento è di inserire un 4 strato composto da ferro puro fuso con oro e titanio che permette alle freccie e alle lame di nn perforare gli altri 3 stati …

  11. Volevo riprendere il paragrafo in cui dici che fare un’armatura completamente ignifuga sia poco fattibile, ci sono alcuni materiale che fondono a temperature elevatissime e sono un cattivo conduttore di calore. nel film di iron man vediamo che il nostro caro tony costruisce l’armatura in fibra di oro-titanio che oltre a resistere al congelamento ad alte quote, resiste anche ad altissime temperature; siamo comunque consapevoli che un materiale del genere in grandi quantità avrebbe un prezzo improponibile per un privato. ma vorrei rammentarvi che esistono molti materiali che sono poco costosi ma molto resistenti, ora come ora non ho la lista di questi materiali, ma so per certo che ci sono.

  12. ciao, l’idea la trovo molto interessante, io ho una azienda di lavorazioni metalli e lamiere se posso contribuire fammi sapere,naturalmente tutto free, spero abbiate preso in considerazioni le nuove nanotecnologie, nanotubi e quant’altro il problema è trovare un materiale balistico che resista ad alti livelli, e ho letto degli articoli interessanti su materiali per invisibilita, se scrivo bestialita cercate di scusarmi posso mandare link delle mie ricerche, se posso contribuire fatemi sapere

    • L’offerta è graditissima :)
      Una donazione del genere aiuterebbe molto il progetto e ovviamente sarebbe poi un piacere per me inserire la sua azienda o il suo nome in un “albo dei donatori” pubblico del progetto :)
      Potrebbe inviarmi un’e-mail, in modo da rimanere in contatto privato, a sistemifuturi[@]rocketmail[.]com (senza parentesi quadre)?
      Mi farebbe piacere anche leggere delle sue ricerche!

  13. Pingback: Kevlar Antiproiettile – Prototipazione e testing – Fase Zero | Sistemi Futuri

  14. Ma scusa tu metti 500 euro all’anno per 4 anni per un tolale di 2000 € e secondo te ti bastano? Guarda che con 2000 € ci fai quella per un cosplay

    • Ovvio che non bastano, è un autofinanziamento di partenza, utile a comprare delle piccole cose nell’immediato e per dimostrare che vogliamo investire seriamente nel progetto sia tempo che soldi.
      Non sono ancora un multimilionario, quindi non posso autofinanziare il progetto per intero; l’idea è quella di sensibilizzare chi è interessato a supportarci per leggere di progetti tecnologicamente sempre più avanzati.

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