Ifølge statistikk fra Verdens helseorganisasjon trenger titalls millioner mennesker verden over proteser. Denne befolkningen forventes å dobles innen 2050. Avhengig av land og aldersgruppe, involverer 70 % av de som trenger proteser underekstremitetene. For tiden er fiberforsterkede komposittproteser av høy kvalitet ikke tilgjengelige for de fleste amputerte underekstremiteter på grunn av de høye kostnadene forbundet med den komplekse, håndlagde produksjonsprosessen. De fleste fotproteser av karbonfiberforsterket polymer (CFRP) lages for hånd ved å legge flere lag med ...prepreginn i en støpeform, deretter herding i en varmpressetank, etterfulgt av trimming og fresing, en veldig kostbar manuell prosedyre.
Med teknologiske fremskritt forventes innføringen av automatisert produksjonsutstyr for kompositter å redusere kostnadene betydelig. Fiberviklingsteknologi, en viktig komposittproduksjonsprosess, endrer måten høypresterende komposittproteser produseres på, noe som gjør dem mer effektive og økonomiske.
Hva er fiberinnpakningsteknologi?
Fibervikling er en prosess der kontinuerlige fibre vikles på en roterende dyse eller dorn. Disse fibrene kan væreprepregsforhåndsimpregnert medharpikseller impregnert avharpiksunder viklingsprosessen. Fibrene vikles i spesifikke baner og vinkler for å oppfylle deformasjons- og styrkebetingelsene som kreves av designet. Til slutt herdes den viklede strukturen for å danne en lett og høyfast komposittdel.
Anvendelse av fiberinnpakningsteknologi i proteseproduksjon
(1) Effektiv produksjon: Fiberviklingsteknologi realiserer automatisering og presis kontroll, noe som gjør produksjonen av proteser mye raskere. Sammenlignet med tradisjonell manuell produksjon kan fibervikling produsere et stort antall protesedeler av høy kvalitet på kort tid.
(2) Kostnadsreduksjon: Fiberviklingsteknologi kan redusere produksjonskostnadene for proteser betydelig på grunn av forbedring av produksjonseffektivitet og materialutnyttelse. Det har blitt rapportert at bruk av denne teknologien kan redusere kostnadene for proteser med omtrent 50 %.
(3) Forbedring av ytelse: Fiberviklingsteknologi kan presist kontrollere fibrenes justering og retning for å optimalisere protesens mekaniske egenskaper. Proteselemmer laget av karbonfiberforsterkede kompositter (CFRP) er ikke bare lette, men har også ekstremt høy styrke og holdbarhet.
(4) Bærekraft: Effektive produksjonsprosesser og materialutnyttelse gjør fiberviklingsteknologien mer miljøvennlig. I tillegg bidrar holdbarheten og den lette vekten til komposittproteser til å redusere ressurssvinn og energiforbruk for brukeren.
Med den kontinuerlige utviklingen av fiberviklingsteknologi er bruken av den i proteseproduksjon mer lovende. I fremtiden kan vi se frem til smartere produksjonssystemer, mer varierte materialvalg og mer personlige protesedesign. Fiberviklingsteknologi vil fortsette å fremme utviklingen av proteseproduksjonsindustrien og gi fordeler til millioner av mennesker som trenger proteser over hele verden.
Fremgang i forskning i utlandet
Steptics, et ledende proteseproduksjonsselskap, har økt tilgjengeligheten til proteser dramatisk ved å industrialisere produksjonen av CFRP-proteser med muligheten til å produsere hundrevis av deler per dag. Selskapet bruker fiberviklingsteknologi for ikke bare å øke produktiviteten, men også redusere produksjonskostnadene, noe som gjør høypresterende proteser rimelige for flere mennesker i nød.
Prosessen med å lage Steptics' karbonfiberkomposittprotese er som følger:
(1) Et stort formingsrør lages først ved hjelp av fibervikling, som vist nedenfor, med Torays T700 karbonfiber brukt til fibrene.
(2) Etter at røret er herdet og formet, kuttes røret i flere segmenter (nederst til venstre), og deretter kuttes hvert segment i to igjen (nederst til høyre) for å få en halvferdig del.
(3) I etterbehandlingen blir de halvferdige delene maskinert individuelt, og AI-assistert tilpasningsteknologi introduseres i prosessen for å justere egenskaper som geometri og stivhet til den enkelte amputerte.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd.
M: +86 18683776368 (også WhatsApp)
Tlf.: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresse: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang-distriktet, Shanghai
Publisert: 24. juni 2024