เทคโนโลยีการพันวัสดุคอมโพสิต: เปิดยุคใหม่ของการผลิตขาเทียมประสิทธิภาพสูง——ข้อมูลวัสดุคอมโพสิต

จากสถิติขององค์การอนามัยโลก พบว่าผู้คนหลายสิบล้านคนทั่วโลกต้องการขาเทียม และคาดว่าจำนวนนี้จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าภายในปี 2050 โดยขึ้นอยู่กับประเทศและกลุ่มอายุ พบว่า 70% ของผู้ที่ต้องการขาเทียมนั้นเกี่ยวข้องกับขาข้างล่าง ปัจจุบัน ขาเทียมคอมโพสิตเสริมใยคุณภาพสูงยังไม่สามารถหาซื้อได้สำหรับผู้ที่สูญเสียขาข้างล่างส่วนใหญ่ เนื่องจากต้นทุนสูงที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตที่ซับซ้อนและทำด้วยมือ ขาเทียมที่ทำจากโพลีเมอร์เสริมใยคาร์บอน (CFRP) ส่วนใหญ่ทำด้วยมือโดยการซ้อนชั้นของวัสดุหลายชั้นพรีเพรกนำไปใส่ในแม่พิมพ์ จากนั้นอบในถังอัดร้อน ตามด้วยการตัดแต่งและกัดขึ้นรูป ซึ่งเป็นกระบวนการด้วยมือที่มีราคาแพงมาก

ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี การนำอุปกรณ์การผลิตอัตโนมัติสำหรับวัสดุคอมโพสิตมาใช้คาดว่าจะช่วยลดต้นทุนได้อย่างมาก เทคโนโลยีการพันเส้นใย ซึ่งเป็นกระบวนการผลิตคอมโพสิตที่สำคัญ กำลังเปลี่ยนแปลงวิธีการผลิตขาเทียมคอมโพสิตประสิทธิภาพสูง ทำให้มีประสิทธิภาพและประหยัดมากขึ้น

เทคโนโลยี Fiber Wrap คืออะไร?

การพันเส้นใยเป็นกระบวนการที่เส้นใยต่อเนื่องถูกพันลงบนแม่พิมพ์หรือแกนหมุน เส้นใยเหล่านี้สามารถเป็นได้ดังนี้พรีเพรกฝังตัวไว้ล่วงหน้าด้วยเรซินหรือถูกทำให้ตั้งครรภ์โดยเรซินในระหว่างกระบวนการพันเส้นใย เส้นใยจะถูกพันในเส้นทางและมุมที่เฉพาะเจาะจงเพื่อให้ตรงตามเงื่อนไขการเสียรูปและความแข็งแรงที่กำหนดโดยการออกแบบ ในที่สุด โครงสร้างที่พันแล้วจะถูกอบให้แข็งตัวเพื่อสร้างชิ้นส่วนคอมโพสิตที่มีน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการห่อเส้นใยในการผลิตขาเทียม

(1) การผลิตที่มีประสิทธิภาพ: เทคโนโลยีการพันเส้นใยช่วยให้เกิดระบบอัตโนมัติและการควบคุมที่แม่นยำ ซึ่งทำให้การผลิตชิ้นส่วนเทียมเร็วขึ้นมาก เมื่อเทียบกับการผลิตด้วยมือแบบดั้งเดิม การพันเส้นใยสามารถผลิตชิ้นส่วนเทียมคุณภาพสูงจำนวนมากได้ในเวลาอันสั้น

(2) การลดต้นทุน: เทคโนโลยีการพันเส้นใยสามารถลดต้นทุนการผลิตของขาเทียมได้อย่างมากเนื่องจากประสิทธิภาพการผลิตและการใช้ประโยชน์จากวัสดุที่ดีขึ้น มีรายงานว่าการนำเทคโนโลยีนี้มาใช้สามารถลดต้นทุนของขาเทียมได้ประมาณ 50%

(3) การเพิ่มประสิทธิภาพ: เทคโนโลยีการพันเส้นใยสามารถควบคุมการจัดเรียงและทิศทางของเส้นใยได้อย่างแม่นยำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของคุณสมบัติเชิงกลของอวัยวะเทียม อวัยวะเทียมที่ทำจากวัสดุคอมโพสิตเสริมแรงด้วยเส้นใยคาร์บอน (CFRP) ไม่เพียงแต่มีน้ำหนักเบา แต่ยังมีความแข็งแรงและความทนทานสูงมากอีกด้วย

(4) ความยั่งยืน: กระบวนการผลิตที่มีประสิทธิภาพและการใช้ประโยชน์จากวัสดุทำให้เทคโนโลยีการพันเส้นใยเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น นอกจากนี้ ความทนทานและน้ำหนักเบาของวัสดุเทียมคอมโพสิตยังช่วยลดการสิ้นเปลืองทรัพยากรและการใช้พลังงานของผู้ใช้

ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการพันเส้นใย การนำไปประยุกต์ใช้ในการผลิตขาเทียมจึงมีแนวโน้มที่ดีขึ้น ในอนาคต เราสามารถคาดหวังได้ถึงระบบการผลิตที่ชาญฉลาดขึ้น ตัวเลือกวัสดุที่หลากหลายมากขึ้น และการออกแบบขาเทียมที่ปรับให้เข้ากับแต่ละบุคคลได้มากขึ้น เทคโนโลยีการพันเส้นใยจะยังคงส่งเสริมการพัฒนาอุตสาหกรรมการผลิตขาเทียมและนำมาซึ่งประโยชน์แก่ผู้คนนับล้านที่ต้องการขาเทียมทั่วโลกต่อไป

ความก้าวหน้าด้านการวิจัยในต่างประเทศ

Steptics บริษัทชั้นนำด้านการผลิตขาเทียม ได้เพิ่มการเข้าถึงขาเทียมอย่างมากโดยการพัฒนากระบวนการผลิตขาเทียม CFRP ในระดับอุตสาหกรรม ซึ่งสามารถผลิตได้หลายร้อยชิ้นต่อวัน บริษัทใช้เทคโนโลยีการพันเส้นใยเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและลดต้นทุนการผลิต ทำให้ขาเทียมประสิทธิภาพสูงมีราคาที่เข้าถึงได้สำหรับผู้ที่ต้องการมากขึ้น

กระบวนการผลิตขาเทียมคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ของ Steptics มีดังนี้:

(1) ขั้นแรกสร้างท่อขึ้นรูปขนาดใหญ่โดยใช้การพันเส้นใย ดังแสดงด้านล่าง โดยใช้เส้นใยคาร์บอน T700 ของ Toray เป็นเส้นใย

(2) หลังจากที่ท่อแข็งตัวและขึ้นรูปแล้ว ท่อจะถูกตัดเป็นชิ้นส่วนหลายชิ้น (ด้านล่างซ้าย) จากนั้นแต่ละชิ้นส่วนจะถูกตัดแบ่งครึ่งอีกครั้ง (ด้านล่างขวา) เพื่อให้ได้ชิ้นส่วนกึ่งสำเร็จรูป
(3) ในขั้นตอนหลังการประมวลผล ชิ้นส่วนกึ่งสำเร็จรูปจะถูกกลึงทีละชิ้น และมีการนำเทคโนโลยีการปรับแต่งด้วย AI มาใช้ในกระบวนการเพื่อปรับคุณสมบัติ เช่น รูปทรงและความแข็งให้เหมาะกับผู้พิการแขนขาแต่ละราย

บริษัท เซี่ยงไฮ้ โอริเซน นิว แมททีเรียล เทคโนโลยี จำกัด
M: +86 18683776368 (ใช้งาน WhatsApp ได้เช่นกัน)
โทร: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
ที่อยู่: เลขที่ 398 ถนนนิวกรีน เมืองซินปัง เขตซงเจียง เซี่ยงไฮ้