Podle statistik Světové zdravotnické organizace potřebují desítky milionů lidí na celém světě protézy. Očekává se, že se tato populace do roku 2050 zdvojnásobí. V závislosti na zemi a věkové skupině se 70 % těch, kteří potřebují protézy, týká dolních končetin. V současné době nejsou vysoce kvalitní kompozitní protézy vyztužené vlákny dostupné pro většinu osob s amputovanými dolními končetinami kvůli vysokým nákladům spojeným s jejich složitým ručním výrobním procesem. Většina protéz nohou z polymeru vyztuženého uhlíkovými vlákny (CFRP) se vyrábí ručně vrstvením několika vrstev.prepregdo formy, následné vytvrzení v horké lisovací vaně, následované ořezáváním a frézováním, což je velmi nákladný ruční postup.
S pokrokem technologií se očekává, že zavedení automatizovaných výrobních zařízení pro kompozity výrazně sníží náklady. Technologie navíjení vláken, klíčový proces výroby kompozitů, mění způsob výroby vysoce výkonných kompozitních protéz, čímž je činí efektivnějšími a ekonomičtějšími.
Co je technologie vláknového obalu?
Navíjení vláken je proces, při kterém se kontinuální vlákna navíjejí na rotující matricu nebo trn. Tato vlákna mohou býtprepregypředem impregnovanépryskyřicenebo impregnovanépryskyřiceběhem procesu navíjení. Vlákna jsou navíjena ve specifických drahách a úhlech, aby splňovala deformační a pevnostní podmínky požadované konstrukcí. Nakonec je navinutá struktura vytvrzena a tvoří lehký a vysoce pevný kompozitní díl.
Aplikace technologie vláknového obalování ve výrobě protetických materiálů
(1) Efektivní výroba: Technologie navíjení vláken umožňuje automatizaci a přesné řízení, což výrazně urychluje výrobu protéz. Ve srovnání s tradiční ruční výrobou dokáže navíjení vláken vyrobit velké množství vysoce kvalitních protetických dílů v krátkém čase.
(2) Snížení nákladů: Technologie navíjení vláken může výrazně snížit výrobní náklady protéz díky zlepšení efektivity výroby a využití materiálu. Bylo hlášeno, že přijetí této technologie může snížit náklady na protézu přibližně o 50 %.
(3) Zlepšení výkonu: Technologie navíjení vláken dokáže přesně řídit uspořádání a směr vláken a optimalizovat tak mechanické vlastnosti protézy. Protetické končetiny vyrobené z kompozitů vyztužených uhlíkovými vlákny (CFRP) jsou nejen lehké, ale mají také extrémně vysokou pevnost a odolnost.
(4) Udržitelnost: Efektivní výrobní procesy a využití materiálů činí technologii navíjení vláken ekologičtější. Kromě toho odolnost a nízká hmotnost kompozitních protéz pomáhají snižovat plýtvání zdroji a spotřebu energie uživatelem.
S neustálým pokrokem technologie navíjení vláken je její využití ve výrobě protéz stále slibnější. V budoucnu se můžeme těšit na chytřejší výrobní systémy, diverzifikovanější výběr materiálů a personalizovanější návrhy protéz. Technologie navíjení vláken bude i nadále podporovat rozvoj odvětví výroby protéz a přinášet výhody milionům lidí, kteří protézy potřebují, po celém světě.
Pokrok v zahraničním výzkumu
Steptics, přední společnost zabývající se výrobou protetických pomůcek, dramaticky zvýšila dostupnost protetických pomůcek industrializací výroby CFRP protetických pomůcek, které umožňují vyrábět stovky dílů denně. Společnost využívá technologii navíjení vláken nejen ke zvýšení produktivity, ale také ke snížení výrobních nákladů, čímž se vysoce výkonné protetické pomůcky stávají dostupnými pro více lidí v nouzi.
Proces výroby protézy z uhlíkových vláken od Steptics je následující:
(1) Nejprve se pomocí navíjení vláken vytvoří velká tvarovací trubice, jak je znázorněno níže, s použitím uhlíkových vláken Toray T700.
(2) Po vytvrzení a tvarování trubky se trubka rozřeže na několik segmentů (vlevo dole) a poté se každý segment znovu rozřeže napůl (vpravo dole), čímž se získá polotovar.
(3) V rámci následného zpracování jsou polotovary jednotlivě obráběny a do procesu je zavedena technologie přizpůsobení s pomocí umělé inteligence, která umožňuje přizpůsobit vlastnosti, jako je geometrie a tuhost, individuálnímu amputovanému člověku.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd.
M: +86 18683776368 (také WhatsApp)
Tel.: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresa: Č. 398 Nová zelená ulice, město Xinbang, okres Songjiang, Šanghaj
Čas zveřejnění: 24. června 2024