E-Scooter sind ein beliebtes Verkehrsmittel. Doch es häufen sich auch Unfällte mit schweren Verletzungen, was Forschende der Fraunhofer-Institute zum Anlass genommen haben, im Forschungsprojekt Humad ein typisches Unfallszenario nachgestellt, die Verletzungsrisiken untersucht und auch neue leichte Werkstoffe für schützende Helme und Protektoren getestet.
Die Aufprallgeschwindigkeit in der Simulation, die den Versuchen mit einem Crashtest-Dummy sehr nahe kam, wurde eine Aufprallgeschwindigkeit von 5,4 m/s gemessen. Eine Geschwindigkeit, die die Prüfungsnorm für Fahrradhelme überschreitet. Normale Helme und Protektoren können deshalb zwar die Sturzfolgen mindern, bieten aber – so die Forschenden – keinen vollständigen Schutz.
Im Projekt haben nun Forschende am Fraunhofer IWM infolgedessen die Eignung und Schutzwirkung neuer Werkstoffe untersucht. Eine mögliche Lösung sind leichte Werkstoffe, deren Bauplan den bionischen Prinzipien der Chitin-Panzer von Insekten ähnelt.
„Unsere Tests im Labor zeigen, dass Materialien mit der sogenannten TPMS-Struktur (Triply Periodic Minimal Surface) deutlich besser vor kinetischen Einwirkungen schützen.“
Dr. Jörg Lienhard, verantwortlich für Leichtbau-Engineering im Geschäftsfeld Bauteilsicherheit und Leichtba, Fraunhofer IWM
Die bionische TPMS-Struktur ist eine sich wiederholende, luftige und offene Struktur. Sie kann besonders gut kinetische Energie über eine Fläche verteilen.
Das Fertigen solcher Helme und Protektoren ist via 3D-Druck mit vielen Materialien möglich. Zum Herstellen von Kunststoffstrukturen scheint dem Experten neben dem FDM-Verfahren (Fused Deposition Modelling) für Thermoplaste und der klassischen Stereolithographie das DLP-Verfahren (Direkt Light Processing) für größere Stückzahlen gut geeignet.
Für die Zukunft der Mobilität in der Großstadt hoffen die Fraunhofer-Forschenden, dass Schutzausrüstung wie Helme oder Knieschützer und spezifische leichte Crashabsorber verfügbar werden, die speziell für bestimmte Fahrzeuge und Anwendungsszenarien angepasst sind.
Bild oben: In der Simulation wird das Menschmodell auf dem Modell des Scooters platziert. Insgesamt kommen mehr als 1,5 Millionen Elemente zum Einsatz, um das Unfallszenario in der Simulation detailliert nachzubilden. Im Bild der Moment kurz nach dem Aufprall in der Simulation. Das Menschmodell wird über den Lenker in die Luft katapultiert. Hier könnten Protektoren mit TPMS-Strukturen den Aufprall deutlich mildern. (Quelle: Fraunhofer EMI)
Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung, emobilserver
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