Segundo as estatísticas da Organización Mundial da Saúde, decenas de millóns de persoas en todo o mundo necesitan próteses. Espérase que esta poboación se duplique para o ano 2050. Dependendo do país e do grupo de idade, o 70 % das persoas que requiren próteses afectan ás extremidades inferiores. Na actualidade, a maioría das persoas amputadas de extremidades inferiores non teñen acceso a próteses de materiais compostos reforzados con fibra de alta calidade debido ao alto custo asociado ao seu complexo proceso de fabricación artesanal. A maioría das próteses de pé de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) fabrícanse a man superpoñendo varias capas de...preimpregnadonun molde, logo curado nun tanque de prensado en quente, seguido de recorte e fresado, un procedemento manual moi caro.
Co avance da tecnoloxía, espérase que a introdución de equipos de fabricación automatizados para materiais compostos reduza o custo significativamente. A tecnoloxía de enrolamento de fibra, un proceso clave de fabricación de materiais compostos, está a cambiar a forma en que se producen as próteses de materiais compostos de alto rendemento, facéndoas máis eficientes e económicas.
Que é a tecnoloxía de envoltura de fibra?
O enrolamento de fibras é un proceso no que se enrolan fibras continuas nun troquel ou mandril xiratorio. Estas fibras poden serpreimpregnadospreimpregnado conresinaou impregnadas porresinadurante o proceso de enrolamento. As fibras enrólanse en traxectorias e ángulos específicos para cumprir as condicións de deformación e resistencia requiridas polo deseño. Finalmente, a estrutura enrolada cúrase para formar unha peza composta lixeira e de alta resistencia.
Aplicación da tecnoloxía de envoltura de fibra na fabricación de próteses
(1) Produción eficiente: a tecnoloxía de enrolamento de fibra permite a automatización e o control preciso, o que fai que a produción de próteses sexa moito máis rápida. En comparación coa produción manual tradicional, o enrolamento de fibra pode producir unha gran cantidade de pezas protésicas de alta calidade nun curto período de tempo.
(2) Redución de custos: a tecnoloxía de enrolamento de fibra pode reducir significativamente o custo de fabricación das próteses debido á mellora da eficiencia da produción e á utilización de materiais. Informouse de que a adopción desta tecnoloxía pode reducir o custo das próteses nun 50 % aproximadamente.
(3) Mellora do rendemento: a tecnoloxía de enrolamento de fibras pode controlar con precisión a aliñación e a dirección das fibras para optimizar as propiedades mecánicas da prótese. As extremidades protésicas feitas de materiais compostos reforzados con fibra de carbono (CFRP) non só son lixeiras, senón que tamén teñen unha resistencia e durabilidade extremadamente altas.
(4) Sostibilidade: Os procesos de produción eficientes e a utilización de materiais fan que a tecnoloxía de enrolamento de fibra sexa máis respectuosa co medio ambiente. Ademais, a durabilidade e o lixeiro peso das próteses de materiais compostos axudan a reducir o desperdicio de recursos e o consumo de enerxía por parte do usuario.
Co progreso continuo da tecnoloxía de enrolamento de fibra, a súa aplicación na fabricación de próteses é máis prometedora. No futuro, podemos esperar sistemas de produción máis intelixentes, opcións de materiais máis diversificadas e deseños protésicos máis personalizados. A tecnoloxía de enrolamento de fibra seguirá promovendo o desenvolvemento da industria de fabricación de próteses e beneficiando a millóns de persoas que necesitan próteses en todo o mundo.
Progreso da investigación no estranxeiro
Steptics, unha empresa líder na fabricación de próteses, aumentou drasticamente a accesibilidade das próteses ao industrializar a produción de próteses de CFRP coa capacidade de producir centos de pezas ao día. A empresa utiliza a tecnoloxía de enrolamento de fibra non só para aumentar a produtividade, senón tamén para reducir os custos de fabricación, facendo que as próteses de alto rendemento sexan accesibles para máis persoas necesitadas.
O proceso de fabricación da prótese composta de fibra de carbono de Steptics é o seguinte:
(1) Primeiro créase un tubo de conformado grande mediante o enrolamento de fibra, como se mostra a continuación, coa fibra de carbono T700 de Toray empregada para as fibras.
(2) Despois de curar e formar o tubo, córtase en varios segmentos (abaixo á esquerda) e, a continuación, cada segmento córtase pola metade de novo (abaixo á dereita) para obter unha peza semiacabada.
(3) No posprocesamento, as pezas semiacabadas mecánizanse individualmente e introdúcese tecnoloxía de personalización asistida por IA no proceso para axustar propiedades como a xeometría e a rixidez a cada amputado.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd.
M: +86 18683776368 (tamén WhatsApp)
Teléfono: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Enderezo: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Data de publicación: 24 de xuño de 2024