미식축구 헬멧의 진화-3D 프린팅으로 뇌진탕 35% 줄인 비결
기사 출처 미식축구 헬멧에 숨은 충격 흡수의 비밀 국제학술지 '사이언스'는 최근 미식축구 헬멧이 충격을 받는 순간 찌그러지는 모습을 표지에 게재하였습니다. 이는 미국 프로풋볼리그(NFL) 안전성 평가를 담당하는 민간 연구기관 바이오코어의 공압식 충격 시험 장면을 포착한 것으로, 데이터 기반 헬멧 안전성 시험이 지난 14년간 헬멧 설계에 가져온 혁신을 부각하는 사례로 평가됩니다. 본 글에서는 3D 프린팅 기술이 뇌진탕 방지 헬멧 기술 발전에 기여한 방식을 분석하고자 합니다. 뇌진탕 방지 헬멧 기술의 발전 현대 미식축구 헬멧 기술은 과거와 비교하여 상당한 발전을 이루었습니다. 기존의 딱딱한 폴리카보네이트 외피와 폼 패딩으로 구성된 헬멧은 현재 충돌 시 유연하게 구부러지는 나일론 엘라스토머 외피와 3D 프린팅 안감으로 대체되었습니다. 이러한 변화는 헬멧의 충격 흡수 능력을 크게 향상시키는 데 기여하였습니다. 제어된 변형을 통한 충격 흡수 원리 현대 헬멧 기술의 핵심은 '제어된 변형'에 있습니다. 헬멧이 충격을 받는 순간 변형되지 않으면 충격은 3밀리초(ms) 이내에 뇌로 직접 전달될 수 있습니다. 그러나 헬멧이 의도적으로 찌그러지면서 완충 역할을 수행하게 되면, 동일한 충격이 약 15ms에 걸쳐 더욱 천천히 전달됩니다. 이처럼 충격 전달 시간이 5배 증가하면 순간 가속도는 5분의 1로 감소하는 효과를 얻게 됩니다. 이는 단단한 바닥보다 푹신한 매트에 떨어질 때 충격이 덜하게 느껴지는 것과 동일한 원리입니다. 유연한 외피와 3D 프린팅 안감의 도입 과거 딱딱한 폴리카보네이트 외피와 단순한 폼 패딩으로만 구성되었던 미식축구 헬멧은 재료 과학 및 제조 기술의 발전에 힘입어 크게 변화하였습니다. 현재 헬멧은 충돌 시 유연하게 구부러지는 나일론 엘라스토머 외피를 채택하고 있습니다. 이는 충격 에너지를 분산하고 완화하는 데 효과적입니다. 헬멧 제조업체 리델은 외피 구조에도 혁신을 적용하였습니다. 2014년 출시된 '...