Według statystyk Światowej Organizacji Zdrowia dziesiątki milionów ludzi na całym świecie potrzebują protez. Przewiduje się, że do 2050 roku populacja ta podwoi się. W zależności od kraju i grupy wiekowej, 70% osób wymagających protez dotyczy kończyn dolnych. Obecnie wysokiej jakości protezy kompozytowe wzmacniane włóknami są niedostępne dla większości osób po amputacji kończyn dolnych ze względu na wysokie koszty związane ze skomplikowanym, ręcznym procesem produkcji. Większość protez stopy z polimeru wzmacnianego włóknem węglowym (CFRP) jest wytwarzana ręcznie poprzez nakładanie wielu warstw.prepregdo formy, a następnie utwardzanie w gorącej prasie, po czym przycinanie i frezowanie, co jest bardzo kosztowną procedurą ręczną.
Wraz z postępem technologicznym, wprowadzenie zautomatyzowanego sprzętu do produkcji materiałów kompozytowych ma znacząco obniżyć koszty. Technologia nawijania włókien, kluczowy proces produkcji materiałów kompozytowych, zmienia sposób produkcji wysokowydajnych protez kompozytowych, czyniąc je bardziej wydajnymi i ekonomicznymi.
Czym jest technologia Fiber Wrap?
Nawijanie włókien to proces, w którym ciągłe włókna są nawijane na obracającą się matrycę lub trzpień. Włókna te mogą byćprepregiwstępnie impregnowanyżywicalub zaimpregnowane przezżywicaPodczas procesu nawijania. Włókna są nawijane po określonych ścieżkach i pod określonymi kątami, aby spełnić wymagania dotyczące odkształceń i wytrzymałości wymagane przez projekt. Ostatecznie nawinięta struktura jest utwardzana, tworząc lekki i wytrzymały element kompozytowy.
Zastosowanie technologii owijania włókien w produkcji protez
(1) Wydajna produkcja: Technologia nawijania włókien zapewnia automatyzację i precyzyjną kontrolę, co znacznie przyspiesza produkcję protez. W porównaniu z tradycyjną produkcją ręczną, nawijanie włókien pozwala na produkcję dużej liczby wysokiej jakości części protetycznych w krótkim czasie.
(2) Redukcja kosztów: Technologia nawijania włókien może znacząco obniżyć koszty produkcji protez dzięki poprawie wydajności produkcji i lepszemu wykorzystaniu materiałów. Donoszono, że wdrożenie tej technologii może obniżyć koszt protezy o około 50%.
(3) Poprawa wydajności: Technologia nawijania włókien pozwala precyzyjnie kontrolować ich ułożenie i kierunek, optymalizując właściwości mechaniczne protezy. Protezy kończyn wykonane z kompozytów wzmacnianych włóknem węglowym (CFRP) są nie tylko lekkie, ale również charakteryzują się wyjątkowo wysoką wytrzymałością i trwałością.
(4) Zrównoważony rozwój: Efektywne procesy produkcyjne i wykorzystanie materiałów sprawiają, że technologia nawijania włókien jest bardziej przyjazna dla środowiska. Ponadto trwałość i lekkość protez kompozytowych pomagają zmniejszyć marnotrawstwo zasobów i zużycie energii przez użytkownika.
Dzięki ciągłemu postępowi technologii nawijania włókien, jej zastosowanie w produkcji protez jest coraz bardziej obiecujące. W przyszłości możemy spodziewać się inteligentniejszych systemów produkcyjnych, bardziej zróżnicowanego wyboru materiałów i bardziej spersonalizowanych projektów protez. Technologia nawijania włókien będzie nadal wspierać rozwój przemysłu protetycznego i przynosić korzyści milionom ludzi potrzebujących protez na całym świecie.
Postęp badań zagranicznych
Steptics, wiodąca firma produkująca protezy, znacząco zwiększyła dostępność protez, industrializując produkcję protez z CFRP, umożliwiając produkcję setek części dziennie. Firma wykorzystuje technologię nawijania włókien, aby nie tylko zwiększyć wydajność, ale także obniżyć koszty produkcji, dzięki czemu wysokiej jakości protezy stały się dostępne dla większej liczby osób potrzebujących.
Proces wytwarzania protezy kompozytowej z włókna węglowego firmy Steptics wygląda następująco:
(1) Najpierw, metodą nawijania włókien, tworzy się dużą rurę formującą, jak pokazano poniżej, przy czym do produkcji włókien używa się włókna węglowego T700 firmy Toray.
(2) Po utwardzeniu i uformowaniu rury, jest ona cięta na wiele segmentów (lewy dolny róg), a następnie każdy segment jest cięty ponownie na pół (prawy dolny róg), aby uzyskać półprodukt.
(3) W procesie postprodukcji półprodukty są obrabiane maszynowo pojedynczo, a w procesie tym stosowana jest technologia personalizacji wspomagana sztuczną inteligencją, która pozwala dostosować właściwości, takie jak geometria i sztywność, do indywidualnego pacjenta po amputacji.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (również WhatsApp)
Telefon: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adres: NO.398 New Green Road, Xinbang Town, dzielnica Songjiang, Szanghaj
Czas publikacji: 24-06-2024