VICIS联合Carbon推出NFL顶级3D打印头盔，集成减震弹性体材料和吸能晶格结构

2025年5月12日，南极熊获悉，橄榄球头盔制造商VICIS今日与总部位于加州的增材制造公司Carbon合作，开发了一款采用 3D 打印晶格结构的全新定制头盔——ZERO2 MATRIX。这是一款模块化头盔，将 Carbon 最新的减震弹性体材料与 VICIS 自主研发的晶格结构相结合。这项技术已嵌入 VICIS ZERO2MATRIX QB 和 ZERO2-R MATRIX TRENCH 中——这两款头盔专为特定位置而设计，旨在应对四分卫和前锋所经历的不同冲击力。

NFL和NFLPA与生物力学研究人员合作，改进了头盔测试方案，以模拟比赛中遇到的真实冲击。这些测试结果每年都会以排名表的形式发布。VICIS 在 2023 年的排名中位居前五，其中三款头盔采用了 Carbon 的 3D 打印 MATRIX贴合系统。今年是 NFL 首次为线卫专用防护系统使用这一称号。目前只有两款头盔获得了此称号：VICIS 的 TRENCH 系列。其中评级最高的ZERO2-R MATRIX ID TRENCH采用了 Carbon 的冲击吸收晶格系统。

为了提升现有 ZERO2 型号的性能，VICIS工程师们转向了一种模块化晶格系统：既能提供机械保护，又能确保稳固贴合。团队使用内部 Carbon 3D 打印机和 FEA 模型，评估了多种晶格结构，最终选定了六面体单元。这种几何结构兼具理想的初始刚度和可控屈曲性能，而这两项特性对于冲击过程中的能量吸收至关重要。

△VICISZERO2 MATRIX 头盔采用 Carbon 的 3D 打印晶格结构。图片来自 VICIS。

用可重复的晶格图案填充曲面头盔内部的挑战促使VICIS采用了Carbon的设计引擎软件。平面网格结构不足以贴合人体头部的解剖形状，双方联手开发了一种体积填充策略，以保持复杂几何形状的均匀性。这种方法产生的晶格图案规则，边缘暴露，需要额外的支撑。沿着网格外表面施加的第二层网格层起到了支撑作用，增强了结构完整性并改善了表面光洁度。

EPU 45 是 Carbon 公司最新研发的耗能弹性体，也是 MATRIX 刹车片的基础材料。EPU 45 经过精心调校，能够有效提升应变率灵敏度，帮助工程师降低材料密度，同时保持良好的减震性能。这使得刹车片更轻、透气性更好，打印速度更快，有助于降低生产成本，同时又不牺牲性能指标。

为了确保合适的贴合度和舒适度，VICIS 依靠头部扫描来根据运动员的个人情况定制头盔内部结构。然而，考虑到运动员对舒适度的主观感受存在差异，VICIS 为运动员提供了多种贴合度选择。这套混合系统将数据驱动的定制化与用户反馈相结合，打造了一个适应性强的平台，不会损害头盔的长期稳定性。

△采用 Carbon Design Engine 和 EPU 45 弹性体开发的模块化弧形晶格垫。图片来自 Carbon。

自 2017 年推出 ZERO1 头盔以来，VICIS 始终将快速迭代置于传统设计流程之上。借助 Carbon 的增材制造平台，VICIS 能够使用工程级材料进行实时原型设计，并在几天内完成内部测试样品的打印和评估。这种快速验证和重新设计的循环，使 ZERO2 MATRIX 成为 NFL 常规和特定位置安全排名中的顶级头盔。

定制头盔设计中的增材制造

2024年，捷普与KAV Sports合作，采用增材制造技术和专有尼龙碳纤维复合材料生产定制自行车头盔。KAV Portola头盔已获得美国消费品安全委员会的认证，抗冲击性能超出标准25%以上。捷普材料创新中心在最终确定材料之前，开发了30多种聚合物配方。所开发材料经过精心设计，具有优异的耐高低温性能、能量吸收能力和更高的层间粘合性。这些头盔采用3D打印技术，按订单生产，生产周期为两到三周。

2023年，Bauer Hockey与EOS合作，采用3D打印数字泡沫技术和选择性激光烧结技术生产个性化头盔内衬。每个内衬均根据球员头部扫描数据制作而成，并集成到Bauer的REAKT头盔系列中。这些内衬采用不同的晶格几何形状，重量仅为580克，透气舒适。EOS于2019年启动了数字泡沫项目，并通过工程咨询公司Additive Minds为Bauer提供支持。Bauer的MyBauer平台支持通过这种方法实现装备的大规模定制。

△KAV Rhoan 3D打印气动骑行头盔侧视图。图片来自 KAV Helmets。