Podľa štatistík Svetovej zdravotníckej organizácie potrebujú protézy desiatky miliónov ľudí na celom svete. Očakáva sa, že táto populácia sa do roku 2050 zdvojnásobí. V závislosti od krajiny a vekovej skupiny sa 70 % tých, ktorí potrebujú protézy, týka dolných končatín. V súčasnosti nie sú pre väčšinu pacientov s amputovanými dolnými končatinami k dispozícii vysokokvalitné kompozitné protézy vystužené vláknami kvôli vysokým nákladom spojeným s ich zložitým, ručným výrobným procesom. Väčšina protéz chodidiel z polyméru vystuženého uhlíkovými vláknami (CFRP) sa vyrába ručne vrstvením viacerých vrstiev.prepregdo formy, následné vytvrdzovanie v horúcej lisovacej vani, po čom nasleduje orezávanie a frézovanie, čo je veľmi drahý manuálny postup.
S pokrokom v technológii sa očakáva, že zavedenie automatizovaných výrobných zariadení na kompozity výrazne zníži náklady. Technológia navíjania vlákien, kľúčový proces výroby kompozitov, mení spôsob výroby vysokovýkonných kompozitných protéz, čím sa stávajú efektívnejšími a úspornejšími.
Čo je technológia vláknového obalenia?
Navíjanie vlákien je proces, pri ktorom sa kontinuálne vlákna navíjajú na rotujúcu matricu alebo tŕň. Tieto vlákna môžu byťprepregypredimpregnovanéživicaalebo impregnovanéživicapočas procesu navíjania. Vlákna sa navíjajú v špecifických dráhach a uhloch, aby splnili podmienky deformácie a pevnosti požadované konštrukciou. Nakoniec sa navinutá štruktúra vytvrdí, čím sa vytvorí ľahký a vysoko pevný kompozitný diel.
Aplikácia technológie vláknového obalenia vo výrobe protetických pomôcok
(1) Efektívna výroba: Technológia navíjania vlákien umožňuje automatizáciu a presné riadenie, čo výrazne urýchľuje výrobu protéz. V porovnaní s tradičnou manuálnou výrobou dokáže navíjanie vlákien vyrobiť veľké množstvo vysokokvalitných protetických dielov v krátkom čase.
(2) Zníženie nákladov: Technológia navíjania vlákien môže výrazne znížiť výrobné náklady protéz vďaka zlepšeniu efektivity výroby a využitia materiálu. Uvádza sa, že prijatie tejto technológie môže znížiť náklady na protézu približne o 50 %.
(3) Zlepšenie výkonu: Technológia navíjania vlákien dokáže presne riadiť zarovnanie a smer vlákien, aby sa optimalizovali mechanické vlastnosti protézy. Protetické končatiny vyrobené z kompozitov vystužených uhlíkovými vláknami (CFRP) sú nielen ľahké, ale majú aj extrémne vysokú pevnosť a odolnosť.
(4) Udržateľnosť: Efektívne výrobné procesy a využitie materiálov robia technológiu navíjania vlákien ekologickejšou. Okrem toho odolnosť a nízka hmotnosť kompozitných protéz pomáhajú znižovať plytvanie zdrojmi a spotrebu energie používateľom.
S neustálym pokrokom technológie navíjania vlákien je jej využitie vo výrobe protéz čoraz sľubnejšie. V budúcnosti sa môžeme tešiť na inteligentnejšie výrobné systémy, diverzifikovanejší výber materiálov a personalizovanejšie návrhy protéz. Technológia navíjania vlákien bude naďalej podporovať rozvoj odvetvia výroby protéz a prinášať výhody miliónom ľudí, ktorí potrebujú protézy na celom svete.
Pokrok v zámorskom výskume
Spoločnosť Steptics, popredná spoločnosť zaoberajúca sa výrobou protéz, dramaticky zvýšila dostupnosť protéz industrializáciou výroby CFRP protéz s možnosťou výroby stoviek dielov denne. Spoločnosť využíva technológiu navíjania vlákien nielen na zvýšenie produktivity, ale aj na zníženie výrobných nákladov, vďaka čomu sú vysokovýkonné protézy dostupné pre viac ľudí v núdzi.
Proces výroby protézy z uhlíkových vlákien od spoločnosti Steptics je nasledovný:
(1) Najprv sa pomocou navíjania vlákien vytvorí veľká tvarovacia trubica, ako je znázornené nižšie, pričom sa na vlákna použijú uhlíkové vlákna Toray T700.
(2) Po vytvrdnutí a vytvarovaní trubice sa trubica rozreže na viacero segmentov (vľavo dole) a potom sa každý segment opäť rozreže na polovicu (vpravo dole), čím sa získa polotovar.
(3) V rámci následného spracovania sa polotovary opracujú jednotlivo a do procesu sa zavádza technológia prispôsobenia s pomocou umelej inteligencie, ktorá umožňuje prispôsobiť vlastnosti, ako je geometria a tuhosť, individuálnemu amputovanému pacientovi.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd.
M: +86 18683776368 (tiež WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresa: NO.398 New Green Road, mesto Xinbang, okres Songjiang, Šanghaj
Čas uverejnenia: 24. júna 2024