Conform statisticilor Organizației Mondiale a Sănătății, zeci de milioane de oameni din întreaga lume au nevoie de proteze. Se așteaptă ca această populație să se dubleze până în 2050. În funcție de țară și grupa de vârstă, 70% dintre cei care necesită proteze implică membrele inferioare. În prezent, protezele compozite armate cu fibre de înaltă calitate nu sunt disponibile pentru majoritatea persoanelor cu amputații de membre inferioare din cauza costului ridicat asociat cu procesul lor complex de fabricație manuală. Majoritatea protezelor de picior din polimer armat cu fibre de carbon (CFRP) sunt fabricate manual prin stratificarea mai multor straturi de...preimpregnatîntr-o matriță, apoi întărire într-un rezervor de presă la cald, urmată de tăiere și frezare, o procedură manuală foarte costisitoare.
Odată cu avansarea tehnologiei, se așteaptă ca introducerea echipamentelor automatizate de fabricație a compozitelor să reducă semnificativ costurile. Tehnologia de înfășurare a fibrelor, un proces cheie de fabricație a compozitelor, schimbă modul în care sunt produse protezele compozite de înaltă performanță, făcându-le mai eficiente și mai economice.
Ce este tehnologia de înfășurare a fibrelor?
Înfășurarea fibrelor este un proces în care fibrele continue sunt înfășurate pe o matriță sau un dorn rotativ. Aceste fibre pot fipreimpregnatepreimpregnat curăşinăsau impregnat derăşinăîn timpul procesului de înfășurare. Fibrele sunt înfășurate pe traiectorii și unghiuri specifice pentru a îndeplini condițiile de deformare și rezistență cerute de proiectare. În cele din urmă, structura înfășurată este întărită pentru a forma o piesă compozită ușoară și de înaltă rezistență.
Aplicarea tehnologiei de înfășurare a fibrelor în fabricarea protezelor
(1) Producție eficientă: Tehnologia de înfășurare a fibrelor realizează automatizarea și controlul precis, ceea ce face ca producția de proteze să fie mult mai rapidă. Comparativ cu producția manuală tradițională, înfășurarea fibrelor poate produce un număr mare de piese protetice de înaltă calitate într-un timp scurt.
(2) Reducerea costurilor: Tehnologia de înfășurare a fibrelor poate reduce semnificativ costul de fabricație al protezelor datorită îmbunătățirii eficienței producției și a utilizării materialelor. S-a raportat că adoptarea acestei tehnologii poate reduce costul protezelor cu aproximativ 50%.
(3) Îmbunătățirea performanței: Tehnologia de înfășurare a fibrelor poate controla cu precizie alinierea și direcția fibrelor pentru a optimiza proprietățile mecanice ale protezei. Membrele protetice fabricate din compozite armate cu fibră de carbon (CFRP) nu sunt doar ușoare, ci au și o rezistență și o durabilitate extrem de ridicate.
(4) Sustenabilitate: Procesele eficiente de producție și utilizarea materialelor fac tehnologia de înfășurare a fibrelor mai ecologică. În plus, durabilitatea și greutatea redusă a protezelor compozite ajută la reducerea risipei de resurse și a consumului de energie de către utilizator.
Odată cu progresul continuu al tehnologiei de înfășurare a fibrelor, aplicarea acesteia în fabricarea protezelor este mai promițătoare. În viitor, ne putem aștepta la sisteme de producție mai inteligente, alegeri de materiale mai diversificate și designuri protetice mai personalizate. Tehnologia de înfășurare a fibrelor va continua să promoveze dezvoltarea industriei de fabricație a protezelor și va aduce beneficii milioanelor de oameni care au nevoie de proteze din întreaga lume.
Progresul cercetării în străinătate
Steptics, o companie lider în producția de proteze, a crescut dramatic accesibilitatea protezelor prin industrializarea producției de proteze CFRP, cu capacitatea de a produce sute de piese pe zi. Compania utilizează tehnologia de înfășurare a fibrelor nu numai pentru a crește productivitatea, ci și pentru a reduce costurile de fabricație, făcând protezele de înaltă performanță accesibile pentru mai multe persoane care au nevoie.
Procesul de fabricare a protezei compozite din fibră de carbon Steptics este următorul:
(1) Un tub de formare mare este creat mai întâi folosind înfășurarea fibrei, așa cum se arată mai jos, cu fibra de carbon T700 de la Toray utilizată pentru fibre.
(2) După ce tubul este întărit și format, acesta este tăiat în mai multe segmente (stânga jos), iar apoi fiecare segment este tăiat din nou în jumătate (dreapta jos) pentru a obține o piesă semifinisată.
(3) În post-procesare, piesele semifabricate sunt prelucrate individual, iar în proces este introdusă tehnologia de personalizare asistată de inteligență artificială pentru a ajusta proprietăți precum geometria și rigiditatea la fiecare persoană amputată în parte.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd.
Telefon: +86 18683776368 (și WhatsApp)
Tel: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresă: NO.398 New Green Road, orașul Xinbang, districtul Songjiang, Shanghai
Data publicării: 24 iunie 2024