Maailman terveysjärjestön tilastojen mukaan kymmenet miljoonat ihmiset ympäri maailmaa tarvitsevat proteeseja. Tämän väestön odotetaan kaksinkertaistuvan vuoteen 2050 mennessä. Maasta ja ikäryhmästä riippuen 70 % proteeseja tarvitsevista koskee alaraajoja. Tällä hetkellä korkealaatuisia kuituvahvisteisia komposiittiproteeseja ei ole saatavilla useimmille alaraaja-amputoiduille niiden monimutkaisen, käsintehdyn valmistusprosessin korkeiden kustannusten vuoksi. Useimmat hiilikuituvahvisteisesta polymeeristä (CFRP) valmistetut jalkaproteesit valmistetaan käsin kerrostamalla useita kerroksia...esivalmistemuottiin, sitten kovetetaan kuumapuristussäiliössä, minkä jälkeen se leikataan ja jyrsitään, mikä on erittäin kallis manuaalinen toimenpide.
Teknologian kehittyessä komposiittien automatisoitujen valmistuslaitteiden käyttöönoton odotetaan alentavan kustannuksia merkittävästi. Kuitukäämitystekniikka, keskeinen komposiittien valmistusprosessi, muuttaa tapaa, jolla korkean suorituskyvyn komposiittiproteeseja valmistetaan, tehden niistä tehokkaampia ja taloudellisempia.
Mikä on kuitukääreteknologia?
Kuitukäämintä on prosessi, jossa jatkuvia kuituja kelataan pyörivälle suulakkeelle tai tuurnalle. Nämä kuidut voivat ollaesivalmisteetesikyllästettyhartsitai kyllästettyhartsikelausprosessin aikana. Kuidut kelataan tietyillä reiteillä ja kulmissa, jotta ne täyttävät suunnittelun vaatimat muodonmuutos- ja lujuusvaatimukset. Lopulta kelattu rakenne kovetetaan kevyeksi ja erittäin lujaksi komposiittiosaksi.
Kuitukääreteknologian soveltaminen proteesien valmistuksessa
(1) Tehokas tuotanto: Kuitukäämitystekniikka mahdollistaa automaation ja tarkan ohjauksen, mikä tekee proteesien valmistuksesta paljon nopeampaa. Perinteiseen manuaaliseen tuotantoon verrattuna kuitukäämityksellä voidaan tuottaa suuri määrä korkealaatuisia proteesiosia lyhyessä ajassa.
(2) Kustannusten alentaminen: Kuitukäämitystekniikka voi merkittävästi alentaa proteesien valmistuskustannuksia tuotantotehokkuuden ja materiaalien hyödyntämisen parantumisen ansiosta. On raportoitu, että tämän teknologian käyttöönotto voi alentaa proteesien kustannuksia noin 50 %.
(3) Suorituskyvyn parantaminen: Kuitujen käämitystekniikka voi tarkasti ohjata kuitujen kohdistusta ja suuntaa proteesin mekaanisten ominaisuuksien optimoimiseksi. Hiilikuituvahvisteisista komposiiteista (CFRP) valmistetut proteesit ovat paitsi kevyitä, myös erittäin lujia ja kestäviä.
(4) Kestävä kehitys: Tehokkaat tuotantoprosessit ja materiaalien hyödyntäminen tekevät kuitujen kelaustekniikasta ympäristöystävällisemmän. Lisäksi komposiittiproteesien kestävyys ja keveys auttavat vähentämään resurssien hukkaa ja käyttäjän energiankulutusta.
Kuitukäämitysteknologian jatkuvan kehityksen myötä sen soveltaminen proteesien valmistuksessa on lupaavampaa. Tulevaisuudessa voimme odottaa älykkäämpiä tuotantojärjestelmiä, monipuolisempia materiaalivalintoja ja yksilöllisempiä proteesien malleja. Kuitukäämitysteknologia edistää edelleen proteesien valmistusteollisuuden kehitystä ja tuo hyötyä miljoonille proteeseja tarvitseville ihmisille ympäri maailmaa.
Merentakaisen tutkimuksen edistyminen
Steptics, johtava proteesien valmistaja, on dramaattisesti lisännyt proteesien saatavuutta teollistamalla CFRP-proteesien tuotannon, jolloin voidaan tuottaa satoja osia päivässä. Yritys hyödyntää kuitukäämitystekniikkaa paitsi tuottavuuden lisäämiseen myös valmistuskustannusten alentamiseen, mikä tekee korkean suorituskyvyn proteeseista kohtuuhintaisia useammille sitä tarvitseville ihmisille.
Stepticsin hiilikuitukomposiittiproteesin valmistusprosessi on seuraava:
(1) Ensin luodaan suuri muovausputki kuitukäämityksellä, kuten alla on esitetty, käyttäen kuituina Torayn T700-hiilikuitua.
(2) Kun putki on kovettunut ja muovattu, se leikataan useisiin osiin (vasemmalla alhaalla) ja sitten jokainen osa leikataan uudelleen puoliksi (oikealla alhaalla) puolivalmiin osan saamiseksi.
(3) Jälkikäsittelyssä puolivalmiit osat koneistetaan yksittäin, ja prosessissa otetaan käyttöön tekoälyavusteinen räätälöintiteknologia ominaisuuksien, kuten geometrian ja jäykkyyden, säätämiseksi yksittäisen amputoidun mukaan.
Shanghai Orisenin uusi materiaaliteknologia Co., Ltd.
M: +86 18683776368 (myös WhatsAppissa)
Puh: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Osoite: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiangin alue, Shanghai
Julkaisun aika: 24. kesäkuuta 2024