การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของแผ่นกันกระสุนที่ทำจากวัสดุสามชนิดที่แตกต่างกัน

ในสภาพแวดล้อมระหว่างประเทศที่พิเศษในปัจจุบัน แผ่นกันกระสุน (หรือกระเบื้องกันกระสุน) ได้รับความนิยมอย่างมาก แต่ในท้องตลาดมีแผ่นกันกระสุนหลากหลายประเภท และประสิทธิภาพก็แตกต่างกันมาก โดยสามารถแบ่งแผ่นกันกระสุนตามวัสดุ กระบวนการผลิต และคุณสมบัติอื่นๆ ได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่ แผ่นกันกระสุนเหล็ก แผ่นกันกระสุนโพลีเอทิลีน (PE) และแผ่นกันกระสุนเซรามิก แผ่นกันกระสุนทั้งสามประเภทต่างมีข้อดีและข้อเสีย การเลือกใช้จึงต้องพิจารณาอย่างรอบด้าน ในการเลือกแผ่นกันกระสุน ควรให้ความสำคัญกับ 3 คุณสมบัติหลัก คือ น้ำหนัก ราคา และความสามารถในการกันกระสุน (หรือระดับการกันกระสุน) วันนี้เราจะมาวิเคราะห์และเปรียบเทียบแผ่นกันกระสุนทั้งสามประเภทจากมุมมองทั้งสามด้านนี้

1. แผ่นเหล็กกันกระสุน
แผ่นเหล็กกันกระสุนถูกนำมาใช้ตั้งแต่สงครามโลกครั้งที่สองและครองตลาดแผ่นกันกระสุนมานานหลายทศวรรษ แต่หลังจากมีการพัฒนาแผ่นกันกระสุนโพลีเอทิลีน (PE) และแผ่นกันกระสุนเซรามิก แผ่นเหล็กกันกระสุนก็ค่อยๆ ถูกแทนที่ไป ปัจจุบันก็ยังมีการใช้งานอยู่บ้าง แต่ในปริมาณที่น้อยลง

เมื่อเปรียบเทียบกับแผ่นกันกระสุนแบบใหม่ แผ่นกันกระสุนเหล็กนั้นแตกหักง่ายหลังจากถูกยิง ซึ่งจะทำให้เกิดความเสียหายต่อร่างกายมนุษย์ในภายหลัง นอกจากนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุอีกสองชนิด แผ่นกันกระสุนเหล็กที่มีระดับการป้องกันเท่ากันนั้นหนักกว่า ใช้พลังงานมากกว่า และลดความคล่องตัวของผู้สวมใส่

แม้ว่าแผ่นเหล็กกันกระสุนจะมีราคาต่ำที่สุดในบรรดาแผ่นกันกระสุนทั้งสามแบบ แต่โดยรวมแล้วไม่แนะนำให้เลือกใช้เป็นอันดับแรก

2. แผ่นกันกระสุนโพลีเอทิลีน (PE)
โพลีเอทิลีน (PE) เป็นวัสดุเทอร์โมพลาสติกชนิดใหม่ แผ่นกันกระสุนโพลีเอทิลีน (PE) ผลิตขึ้นโดยการเชื่อมเส้นใยโพลีเอทิลีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมากในทิศทางเดียวเข้ากับแผ่นโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง จากนั้นจึงตัดเป็นรูปทรงต่างๆ วางในแม่พิมพ์ และอัดแน่นภายใต้อุณหภูมิและความดันสูงเพื่อให้ได้แผ่นเกราะแข็งที่มีความหนืด โพลีเอทิลีนจะ "ยึดติด" กับกระสุนโดยการหลอมละลายของโพลีเอทิลีนเนื่องจากแรงเสียดทานที่เกิดจากการหมุนของกระสุน เมื่อการหมุนหยุดลง ความร้อนจะไม่เกิดขึ้น และโพลีเอทิลีนจะเย็นตัวลงและแข็งตัวอีกครั้ง
แผ่นกันกระสุนโพลีเอทิลีน (PE) โดยทั่วไปมีน้ำหนักประมาณ 1 ถึง 1.5 กิโลกรัม เบากว่าแผ่นกันกระสุนเหล็กและแผ่นกันกระสุนเซรามิกมาก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อจำกัดของกระบวนการผลิตวัสดุในปัจจุบัน แผ่น PE บริสุทธิ์สามารถให้ระดับการป้องกันสูงสุดที่ NIJ III ได้ แต่ไม่สามารถป้องกันกระสุนปืนไรเฟิลและกระสุนที่มีอานุภาพสูงกว่าได้ และต้นทุนของโพลีเอทิลีน (PE) ก็สูงมาก โดยราคามักจะแพงกว่าแผ่นกันกระสุนเซรามิกถึง 200% ถึง 300% จึงไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีนัก

3. แผ่นเซรามิกกันกระสุน
แผ่นเซรามิกสามารถใช้วัสดุได้หลากหลายชนิด ที่นิยมใช้กันคือ อลูมินา ซิลิคอนคาร์ไบด์ และโบรอนคาร์ไบด์ เซรามิกมีคุณสมบัติกันกระสุนได้ดีเนื่องจากมีความแข็งแกร่ง ความทนทาน และความเฉื่อยทางเคมีสูงในหลายสภาพแวดล้อม ดีกว่าโลหะเพราะโลหะจะเกิดการเสียรูปพลาสติกและดูดซับพลังงานเมื่อต้านทานแรงกระแทกจากหัวรบ ในขณะที่เซรามิกแทบจะไม่เกิดการเสียรูปพลาสติก และหัวรบจะทู่หรือแตกหักได้เนื่องจากคุณสมบัติความแข็งแรงและความแข็งสูงของตัวมันเอง ชั้นกันกระสุนที่ทำจากเซรามิกและแผ่นคอมโพสิตไฟเบอร์ความแข็งแรงสูงและโมดูลัสสูง เมื่อกระสุนความเร็วสูงชนกับชั้นเซรามิก ชั้นเซรามิกจะแตกหรือร้าว และจุดศูนย์กลางของการชนจะกระจายพลังงานส่วนใหญ่ของกระสุนไปยังบริเวณรอบข้าง จากนั้นแผ่นคอมโพสิตไฟเบอร์ความแข็งแรงสูงจะดูดซับพลังงานที่เหลืออยู่ของกระสุนต่อไป ดังนั้น การประยุกต์ใช้เซรามิกขั้นสูงในระบบเกราะจึงเป็นที่น่าสนใจอย่างมากและกลายเป็นเกราะป้องกันที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับชุดเกราะป้องกันตัว ยานพาหนะ เครื่องบิน และอุปกรณ์อื่นๆ
ข้อเสียของแผ่นเซรามิกคือ หลังจากถูกยิงแล้ว จุดที่รับแรงกระแทกจะไม่สามารถป้องกันกระสุนได้อีก แต่ปัจจุบันแผ่นเซรามิกมีน้ำหนักเบาและแข็งแรงกว่าแต่ก่อนมาก ผู้ผลิตบางรายสามารถทำให้น้ำหนักใกล้เคียงกับแผ่น PE ได้ และด้วยการใช้วัสดุที่แตกต่างกัน ก็สามารถตอบสนองความต้องการด้านน้ำหนัก ราคา และข้อกำหนดอื่นๆ ได้ด้วย
แผ่นกันกระสุนเซรามิกมีน้ำหนักเบากว่าแผ่นกันกระสุนเหล็ก ราคาถูกกว่าแผ่นโพลีเอทิลีน (PE) และความหนายังบางกว่าได้อีกด้วย

โดยทั่วไปแล้ว แผ่นกันกระสุนเหล็กนั้นเรียบง่ายและราคาถูก แต่มีน้ำหนักมากเกินไป และอาจทำให้เกิดการบาดเจ็บซ้ำซ้อนต่อผู้ใช้ได้ง่าย ส่วนแผ่นกันกระสุนโพลีเอทิลีน (PE) นั้นแม้จะมีน้ำหนักเบา แต่ความสามารถในการกันกระสุนนั้นต่ำ และราคาสูง เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว แผ่นกันกระสุนเซรามิกไม่เพียงแต่มีน้ำหนักเบา ราคาถูก แต่ความสามารถในการกันกระสุนนั้นยอดเยี่ยม ประสิทธิภาพของแผ่นกันกระสุนเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์นั้นใกล้เคียงกับแผ่นอลูมินา จึงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับแผ่นกันกระสุน