طبق آمار سازمان بهداشت جهانی، دهها میلیون نفر در سراسر جهان به پروتز نیاز دارند. انتظار میرود این جمعیت تا سال ۲۰۵۰ دو برابر شود. بسته به کشور و گروه سنی، ۷۰٪ از افرادی که به پروتز نیاز دارند، اندامهای تحتانی را شامل میشوند. در حال حاضر، پروتزهای کامپوزیتی تقویتشده با فیبر با کیفیت بالا به دلیل هزینه بالای فرآیند تولید پیچیده و دستساز آنها، برای اکثر افراد قطع عضو اندام تحتانی در دسترس نیستند. اکثر پروتزهای پای پلیمری تقویتشده با فیبر کربن (CFRP) با لایهبندی چندین لایه از ... به صورت دستی ساخته میشوند.پیشآغشتهدر قالب ریخته میشود، سپس در مخزن پرس داغ پخته میشود و پس از آن برش و فرزکاری انجام میشود که یک روش دستی بسیار گرانقیمت است.
با پیشرفت فناوری، انتظار میرود معرفی تجهیزات تولید خودکار برای کامپوزیتها، هزینهها را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. فناوری پیچش الیاف، یک فرآیند کلیدی تولید کامپوزیت، در حال تغییر نحوه تولید پروتزهای کامپوزیتی با کارایی بالا است و آنها را کارآمدتر و اقتصادیتر میکند.
فناوری بستهبندی فیبر چیست؟
پیچیدن الیاف فرآیندی است که در آن الیاف پیوسته روی یک قالب یا مندرل چرخان پیچیده میشوند. این الیاف را میتوانپیش آغشتههااز پیش آغشته شدهرزینیا آغشته بهرزیندر طول فرآیند پیچیدن. الیاف در مسیرها و زوایای خاصی پیچیده میشوند تا شرایط تغییر شکل و استحکام مورد نیاز طرح را برآورده کنند. در نهایت، ساختار پیچیده شده برای تشکیل یک قطعه کامپوزیتی سبک و با استحکام بالا، پخت میشود.
کاربرد فناوری پوشش الیاف در ساخت پروتز
(1) تولید کارآمد: فناوری فایبر وایندینگ، اتوماسیون و کنترل دقیقی را محقق میکند که تولید پروتز را بسیار سریعتر میکند. در مقایسه با تولید دستی سنتی، فایبر وایندینگ میتواند تعداد زیادی قطعات پروتز با کیفیت بالا را در مدت زمان کوتاهی تولید کند.
(2) کاهش هزینه: فناوری سیمپیچ الیاف میتواند به دلیل بهبود راندمان تولید و استفاده از مواد، هزینه تولید پروتزها را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. گزارش شده است که پذیرش این فناوری میتواند هزینه پروتز را حدود 50٪ کاهش دهد.
(3) افزایش عملکرد: فناوری سیمپیچ الیاف میتواند به طور دقیق تراز و جهت الیاف را کنترل کند تا خواص مکانیکی پروتز بهینه شود. اندامهای مصنوعی ساخته شده از کامپوزیتهای تقویتشده با الیاف کربن (CFRP) نه تنها سبک هستند، بلکه از استحکام و دوام بسیار بالایی نیز برخوردارند.
(4) پایداری: فرآیندهای تولید کارآمد و استفاده از مواد، فناوری پیچش الیاف را سازگارتر با محیط زیست میکند. علاوه بر این، دوام و سبکی پروتزهای کامپوزیتی به کاهش اتلاف منابع و مصرف انرژی توسط کاربر کمک میکند.
با پیشرفت مداوم فناوری پیچش الیاف، کاربرد آن در ساخت پروتز امیدوارکنندهتر است. در آینده، میتوانیم منتظر سیستمهای تولید هوشمندتر، انتخابهای متنوعتر مواد و طراحیهای پروتز شخصیسازیشدهتر باشیم. فناوری پیچش الیاف همچنان به توسعه صنعت ساخت پروتز کمک خواهد کرد و برای میلیونها نفر که در سراسر جهان به پروتز نیاز دارند، مزایایی به همراه خواهد داشت.
پیشرفت تحقیقات خارج از کشور
استپتیکس، یک شرکت پیشرو در تولید پروتز، با صنعتیسازی تولید پروتزهای CFRP با قابلیت تولید صدها قطعه در روز، دسترسی به پروتزها را به طرز چشمگیری افزایش داده است. این شرکت از فناوری پیچش الیاف استفاده میکند تا نه تنها بهرهوری را افزایش دهد، بلکه هزینههای تولید را نیز کاهش دهد و پروتزهای با عملکرد بالا را برای افراد نیازمند مقرون به صرفهتر کند.
فرآیند ساخت پروتز کامپوزیت فیبر کربنی Steptics به شرح زیر است:
(1) ابتدا یک لوله بزرگ شکلدهنده با استفاده از پیچیدن الیاف، مطابق شکل زیر، ایجاد میشود و از الیاف کربن Toray T700 برای الیاف استفاده میشود.
(2) پس از پخت و شکلدهی لوله، لوله به چند بخش (پایین سمت چپ) برش داده میشود و سپس هر بخش دوباره از وسط بریده میشود (پایین سمت راست) تا یک قطعه نیمهتمام به دست آید.
(3) در مرحله پس از پردازش، قطعات نیمهتمام به صورت جداگانه ماشینکاری میشوند و فناوری سفارشیسازی با کمک هوش مصنوعی در این فرآیند معرفی میشود تا ویژگیهایی مانند هندسه و سختی را با توجه به فرد قطع عضو تنظیم کند.
شرکت فناوری مواد جدید شانگهای اوریسن، با مسئولیت محدود
تلفن: +86 18683776368 (همچنین واتساپ)
تلفن: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
آدرس: NO.398 جاده سبز جدید، شهر شینبانگ، منطقه سونگجیانگ، شانگهای
زمان ارسال: ۲۴ ژوئن ۲۰۲۴