Po statističnih podatkih Svetovne zdravstvene organizacije deset milijonov ljudi po vsem svetu potrebuje proteze. Pričakuje se, da se bo ta populacija do leta 2050 podvojila. Glede na državo in starostno skupino 70 % tistih, ki potrebujejo proteze, vključuje spodnje okončine. Trenutno visokokakovostne kompozitne proteze, ojačane z vlakni, niso na voljo večini amputirancev spodnjih okončin zaradi visokih stroškov, povezanih z njihovim zapletenim, ročnim postopkom izdelave. Večina protez za stopala iz polimera, ojačanega z ogljikovimi vlakni (CFRP), je izdelanih ročno z nanosom več plasti.prepregv kalup, nato strjevanje v vroči stiskalnici, sledi obrezovanje in rezkanje, zelo drag ročni postopek.
Z napredkom tehnologije naj bi uvedba avtomatizirane proizvodne opreme za kompozite znatno znižala stroške. Tehnologija navijanja vlaken, ključni postopek izdelave kompozitov, spreminja način izdelave visokozmogljivih kompozitnih protez, zaradi česar so učinkovitejše in ekonomičnije.
Kaj je tehnologija vlaknenega ovijanja?
Navijanje vlaken je postopek, pri katerem se neprekinjena vlakna navijejo na vrtečo se matrico ali trn. Ta vlakna so lahkoprepregipredhodno impregnirano zsmolaali impregnirane zsmolamed postopkom navijanja. Vlakna so navita po določenih poteh in kotih, da se izpolnijo pogoji deformacije in trdnosti, ki jih zahteva zasnova. Na koncu se navita struktura strdi, da tvori lahek in visoko trdnosten kompozitni del.
Uporaba tehnologije vlaknenega ovijanja v protetični proizvodnji
(1) Učinkovita proizvodnja: Tehnologija navijanja vlaken omogoča avtomatizacijo in natančen nadzor, zaradi česar je proizvodnja protez veliko hitrejša. V primerjavi s tradicionalno ročno proizvodnjo lahko navijanje vlaken v kratkem času proizvede veliko število visokokakovostnih protetičnih delov.
(2) Znižanje stroškov: Tehnologija navijanja vlaken lahko znatno zmanjša proizvodne stroške protez zaradi izboljšanja učinkovitosti proizvodnje in izrabe materiala. Poročali so, da lahko uporaba te tehnologije zniža stroške protez za približno 50 %.
(3) Izboljšanje zmogljivosti: Tehnologija navijanja vlaken lahko natančno nadzoruje poravnavo in smer vlaken za optimizacijo mehanskih lastnosti proteze. Protetični okončine iz kompozitov, ojačanih z ogljikovimi vlakni (CFRP), niso le lahke, temveč imajo tudi izjemno visoko trdnost in vzdržljivost.
(4) Trajnost: Učinkoviti proizvodni procesi in uporaba materialov naredijo tehnologijo navijanja vlaken okolju prijaznejšo. Poleg tega vzdržljivost in lahka narava kompozitnih protez pomagata zmanjšati odpadke virov in porabo energije s strani uporabnika.
Z nenehnim napredkom tehnologije navijanja vlaken je njena uporaba v proizvodnji protez vse bolj obetavna. V prihodnosti se lahko veselimo pametnejših proizvodnih sistemov, bolj raznolike izbire materialov in bolj prilagojenih protetičnih zasnov. Tehnologija navijanja vlaken bo še naprej spodbujala razvoj industrije proizvodnje protez in koristila milijonom ljudi po vsem svetu, ki potrebujejo proteze.
Napredek v tujih raziskavah
Steptics, vodilno podjetje za proizvodnjo protez, je dramatično povečalo dostopnost protez z industrializacijo proizvodnje protez iz CFRP, ki omogočajo izdelavo več sto delov na dan. Podjetje uporablja tehnologijo navijanja vlaken ne le za povečanje produktivnosti, temveč tudi za zmanjšanje proizvodnih stroškov, s čimer je visokozmogljiva proteza dostopna več ljudem v stiski.
Postopek izdelave proteze iz kompozita ogljikovih vlaken podjetja Steptics je naslednji:
(1) Najprej se z navijanjem vlaken ustvari velika oblikovalna cev, kot je prikazano spodaj, pri čemer se za vlakna uporabijo ogljikova vlakna Toray T700.
(2) Ko je cev utrjena in oblikovana, se cev razreže na več segmentov (spodaj levo), nato pa se vsak segment ponovno prereže na pol (spodaj desno), da se dobi polizdelek.
(3) Pri naknadni obdelavi se polizdelki individualno strojno obdelajo, v postopek pa se uvede tehnologija prilagajanja s pomočjo umetne inteligence, ki prilagodi lastnosti, kot sta geometrija in togost, posameznemu amputirancu.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd.
M: +86 18683776368 (tudi WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Naslov: ŠT. 398 Nova zelena cesta, mesto Xinbang, okrožje Songjiang, Šanghaj
Čas objave: 24. junij 2024