Segons les estadístiques de l'Organització Mundial de la Salut, desenes de milions de persones a tot el món necessiten pròtesis. Es preveu que aquesta població es dupliqui el 2050. Depenent del país i del grup d'edat, el 70% de les persones que necessiten pròtesis afecten les extremitats inferiors. Actualment, la majoria dels amputats de les extremitats inferiors no tenen pròtesis de material compost reforçat amb fibra d'alta qualitat a causa de l'alt cost associat al seu complex procés de fabricació artesanal. La majoria de les pròtesis de peu de polímer reforçat amb fibra de carboni (CFRP) es fabriquen a mà mitjançant la superposició de múltiples capes depreimpregnaten un motlle, després curar en un tanc de premsa en calent, seguit de retallar i fresar, un procediment manual molt costós.
Amb l'avanç de la tecnologia, s'espera que la introducció d'equips de fabricació automatitzats per a materials compostos redueixi significativament el cost. La tecnologia de bobinatge de fibra, un procés clau de fabricació de materials compostos, està canviant la manera com es produeixen les pròtesis de materials compostos d'alt rendiment, fent-les més eficients i econòmiques.
Què és la tecnologia d'embolcall de fibra?
El bobinatge de fibres és un procés en què les fibres contínues s'enrotllen en un dau o mandril giratori. Aquestes fibres poden serpreimpregnatspreimpregnat ambresinao impregnat perresinadurant el procés d'enrotllament. Les fibres s'enrotllen en camins i angles específics per complir les condicions de deformació i resistència requerides pel disseny. Finalment, l'estructura enrotllada es cura per formar una peça composta lleugera i d'alta resistència.
Aplicació de la tecnologia d'embolcall de fibra en la fabricació de pròtesis
(1) Producció eficient: la tecnologia de bobinatge de fibra permet l'automatització i un control precís, cosa que fa que la producció de pròtesis sigui molt més ràpida. En comparació amb la producció manual tradicional, el bobinatge de fibra pot produir un gran nombre de peces protètiques d'alta qualitat en poc temps.
(2) Reducció de costos: La tecnologia de bobinatge de fibra pot reduir significativament el cost de fabricació de pròtesis a causa de la millora de l'eficiència de la producció i l'ús del material. S'ha informat que l'adopció d'aquesta tecnologia pot reduir el cost de les pròtesis en aproximadament un 50%.
(3) Millora del rendiment: la tecnologia de bobinatge de fibra pot controlar amb precisió l'alineació i la direcció de les fibres per optimitzar les propietats mecàniques de la pròtesi. Les extremitats protèsiques fetes de materials compostos reforçats amb fibra de carboni (CFRP) no només són lleugeres, sinó que també tenen una resistència i durabilitat extremadament altes.
(4) Sostenibilitat: Els processos de producció eficients i l'ús de materials fan que la tecnologia de bobinatge de fibra sigui més respectuosa amb el medi ambient. A més, la durabilitat i la lleugeresa de les pròtesis de material compost ajuden a reduir el malbaratament de recursos i el consum d'energia per part de l'usuari.
Amb el progrés continu de la tecnologia de bobinatge de fibra, la seva aplicació en la fabricació de pròtesis és més prometedora. En el futur, podem esperar sistemes de producció més intel·ligents, opcions de materials més diversificades i dissenys protèsics més personalitzats. La tecnologia de bobinatge de fibra continuarà promovent el desenvolupament de la indústria de fabricació de pròtesis i aportarà beneficis a milions de persones que necessiten pròtesis a tot el món.
Progrés de la recerca a l'estranger
Steptics, una empresa líder en la fabricació de pròtesis, ha augmentat dràsticament l'accessibilitat a les pròtesis industrialitzant la producció de pròtesis CFRP amb la capacitat de produir centenars de peces al dia. L'empresa utilitza la tecnologia de bobinatge de fibra no només per augmentar la productivitat, sinó també per reduir els costos de fabricació, fent que les pròtesis d'alt rendiment siguin assequibles per a més persones necessitades.
El procés de fabricació de la pròtesi composta de fibra de carboni de Steptics és el següent:
(1) Primer es crea un tub de conformació gran mitjançant el bobinatge de fibra, tal com es mostra a continuació, amb la fibra de carboni T700 de Toray utilitzada per a les fibres.
(2) Després que el tub s'hagi curat i format, es talla en diversos segments (a baix a l'esquerra) i després cada segment es torna a tallar per la meitat (a baix a la dreta) per obtenir una peça semiacabada.
(3) En el postprocessament, les peces semiacabades es mecanitzen individualment i s'introdueix tecnologia de personalització assistida per IA en el procés per ajustar propietats com la geometria i la rigidesa a cada amputat.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (també WhatsApp)
Telèfon: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adreça: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Xangai
Data de publicació: 24 de juny de 2024