Volgens statistieken van de Wereldgezondheidsorganisatie hebben tientallen miljoenen mensen wereldwijd prothesen nodig. Deze populatie zal naar verwachting in 2050 verdubbelen. Afhankelijk van het land en de leeftijdsgroep betreft 70% van de mensen die een prothese nodig hebben de onderste ledematen. Momenteel zijn hoogwaardige vezelversterkte composietprothesen niet beschikbaar voor de meeste mensen met een amputatie van de onderste ledematen vanwege de hoge kosten die gepaard gaan met het complexe, handgemaakte productieproces. De meeste voetprothesen van koolstofvezelversterkt polymeer (CFRP) worden met de hand gemaakt door meerdere lagen vanvoorpregin een mal, vervolgens uitharden in een hete perstank, gevolgd door bijsnijden en frezen, een zeer dure handmatige procedure.
Met de technologische vooruitgang wordt verwacht dat de introductie van geautomatiseerde apparatuur voor de productie van composieten de kosten aanzienlijk zal verlagen. Vezelwikkeltechnologie, een belangrijk productieproces voor composieten, verandert de manier waarop hoogwaardige composietprothesen worden geproduceerd en maakt ze efficiënter en zuiniger.
Wat is Fiber Wrap-technologie?
Vezelwikkeling is een proces waarbij continue vezels op een roterende matrijs of doorn worden gewikkeld. Deze vezels kunnenprepregsvooraf geïmpregneerd metharsof geïmpregneerd doorharsTijdens het wikkelproces. De vezels worden in specifieke banen en hoeken gewikkeld om te voldoen aan de door het ontwerp vereiste vervormings- en sterktevoorwaarden. Uiteindelijk wordt de gewikkelde structuur uitgehard tot een lichtgewicht en zeer sterk composietonderdeel.
Toepassing van vezelwikkeltechnologie bij de productie van prothesen
(1) Efficiënte productie: Vezelwikkeltechnologie realiseert automatisering en nauwkeurige controle, waardoor de productie van prothesen aanzienlijk sneller verloopt. Vergeleken met traditionele handmatige productie kan vezelwikkeling in korte tijd een groot aantal hoogwaardige protheseonderdelen produceren.
(2) Kostenreductie: Vezelwikkeltechnologie kan de productiekosten van prothesen aanzienlijk verlagen dankzij de verbeterde productie-efficiëntie en het verbeterde materiaalgebruik. Er is gerapporteerd dat de toepassing van deze technologie de kosten van prothesen met ongeveer 50% kan verlagen.
(3) Verbetering van de prestaties: Vezelwikkeltechnologie kan de uitlijning en richting van de vezels nauwkeurig regelen om de mechanische eigenschappen van de prothese te optimaliseren. Protheses van koolstofvezelversterkte composieten (CFRP) zijn niet alleen licht van gewicht, maar ook extreem sterk en duurzaam.
(4) Duurzaamheid: Efficiënte productieprocessen en materiaalgebruik maken de vezelwikkeltechnologie milieuvriendelijker. Bovendien helpen de duurzaamheid en het lichte gewicht van composietprothesen de verspilling van grondstoffen en het energieverbruik van de gebruiker te verminderen.
Met de voortdurende vooruitgang in de technologie voor het wikkelen van vezels wordt de toepassing ervan in de productie van prothesen veelbelovend. In de toekomst kunnen we uitkijken naar slimmere productiesystemen, meer gediversifieerde materiaalkeuzes en meer gepersonaliseerde protheseontwerpen. Vezelwikkeltechnologie zal de ontwikkeling van de prothese-industrie blijven stimuleren en miljoenen mensen wereldwijd die een prothese nodig hebben, voordelen opleveren.
Voortgang in het buitenlands onderzoek
Steptics, een toonaangevend bedrijf in de productie van prothesen, heeft de toegankelijkheid van prothesen drastisch vergroot door de productie van CFRP-prothesen te industrialiseren en honderden onderdelen per dag te produceren. Het bedrijf maakt gebruik van vezelwikkeltechnologie om niet alleen de productiviteit te verhogen, maar ook de productiekosten te verlagen, waardoor hoogwaardige prothesen betaalbaar worden voor meer mensen die ze nodig hebben.
Het productieproces van de koolstofvezelcomposietprothese van Steptics verloopt als volgt:
(1) Eerst wordt een grote vormbuis gemaakt met behulp van vezelwikkeling, zoals hieronder weergegeven, waarbij de T700-koolstofvezel van Toray wordt gebruikt voor de vezels.
(2) Nadat de buis is uitgehard en gevormd, wordt de buis in meerdere segmenten gesneden (linksonder), en vervolgens wordt elk segment nogmaals doormidden gesneden (rechtsonder) om een halffabricaat te verkrijgen.
(3) Bij de nabewerking worden de halffabricaten individueel bewerkt en wordt er AI-ondersteunde maatwerktechnologie in het proces geïntroduceerd om eigenschappen zoals geometrie en stijfheid aan te passen aan de individuele geamputeerde.
Shanghai Orisen Nieuwe Materiaaltechnologie Co., Ltd
M: +86 18683776368 (ook WhatsApp)
Tel: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adres: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Plaatsingstijd: 24 juni 2024