เทคโนโลยีการพันวัสดุคอมโพสิต: เปิดศักราชใหม่แห่งการผลิตอุปกรณ์เทียมประสิทธิภาพสูง——ข้อมูลวัสดุคอมโพสิต

ตามสถิติขององค์การอนามัยโลก ประชากรหลายสิบล้านคนทั่วโลกต้องการขาเทียม คาดว่าประชากรกลุ่มนี้จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าภายในปี 2050 ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับประเทศและกลุ่มอายุ ผู้ที่ต้องใช้ขาเทียมร้อยละ 70 เกี่ยวข้องกับขาส่วนล่าง ปัจจุบัน ขาเทียมคอมโพสิตเสริมไฟเบอร์คุณภาพสูงไม่มีจำหน่ายให้กับผู้พิการขาส่วนล่างส่วนใหญ่ เนื่องจากต้นทุนสูงที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตแบบแฮนด์เมดที่ซับซ้อน ขาเทียมแบบโพลีเมอร์เสริมไฟเบอร์คาร์บอน (CFRP) ส่วนใหญ่ทำด้วยมือโดยวางขาเทียมหลายชั้นซ้อนกันพรีเพร็กลงในแม่พิมพ์ จากนั้นอบในถังกดร้อน ตามด้วยการตัดแต่งและบด ซึ่งเป็นกระบวนการด้วยมือที่มีราคาแพงมาก

ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี การนำอุปกรณ์การผลิตอัตโนมัติมาใช้คาดว่าจะช่วยลดต้นทุนได้อย่างมาก เทคโนโลยีการพันเส้นใยซึ่งเป็นกระบวนการผลิตคอมโพสิตที่สำคัญ กำลังเปลี่ยนแปลงวิธีการผลิตอุปกรณ์เทียมคอมโพสิตประสิทธิภาพสูง ทำให้มีประสิทธิภาพและประหยัดมากขึ้น

เทคโนโลยี Fiber Wrap คืออะไร?

การพันเส้นใยเป็นกระบวนการที่เส้นใยต่อเนื่องจะถูกพันบนแม่พิมพ์หรือแกนหมุน เส้นใยเหล่านี้สามารถพรีเพร็กชุบสารไว้ก่อนด้วยเรซินหรือชุบด้วยเรซินในระหว่างกระบวนการพันเส้นใยจะถูกพันในเส้นทางและมุมที่เฉพาะเจาะจงเพื่อให้เป็นไปตามเงื่อนไขการเสียรูปและความแข็งแรงที่จำเป็นตามการออกแบบ ในที่สุดโครงสร้างที่พันจะถูกทำให้แข็งตัวเพื่อสร้างชิ้นส่วนคอมโพสิตที่มีน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการห่อด้วยเส้นใยในการผลิตอุปกรณ์เทียม

(1) การผลิตที่มีประสิทธิภาพ: เทคโนโลยีการพันเส้นใยช่วยให้เกิดระบบอัตโนมัติและการควบคุมที่แม่นยำ ซึ่งทำให้การผลิตชิ้นส่วนเทียมเร็วขึ้นมาก เมื่อเทียบกับการผลิตด้วยมือแบบดั้งเดิม การพันเส้นใยสามารถผลิตชิ้นส่วนเทียมคุณภาพสูงได้จำนวนมากในเวลาอันสั้น

(2) การลดต้นทุน: เทคโนโลยีการพันเส้นใยสามารถลดต้นทุนการผลิตของขาเทียมได้อย่างมากเนื่องจากการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและการใช้ประโยชน์ของวัสดุ มีรายงานว่าการนำเทคโนโลยีนี้มาใช้สามารถลดต้นทุนของขาเทียมได้ประมาณ 50%

(3) การเพิ่มประสิทธิภาพ: เทคโนโลยีการพันเส้นใยสามารถควบคุมการจัดตำแหน่งและทิศทางของเส้นใยได้อย่างแม่นยำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพคุณสมบัติเชิงกลของขาเทียม ขาเทียมที่ทำจากวัสดุผสมเสริมคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) ไม่เพียงแต่มีน้ำหนักเบาเท่านั้น แต่ยังมีความแข็งแรงและทนทานสูงมากอีกด้วย

(4) ความยั่งยืน: กระบวนการผลิตที่มีประสิทธิภาพและการใช้ประโยชน์ของวัสดุทำให้เทคโนโลยีการพันเส้นใยเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น นอกจากนี้ ความทนทานและน้ำหนักเบาของขาเทียมแบบคอมโพสิตยังช่วยลดการสิ้นเปลืองทรัพยากรและการใช้พลังงานของผู้ใช้

ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการพันเส้นใย การนำไปใช้ในการผลิตขาเทียมจึงมีแนวโน้มที่ดีขึ้น ในอนาคต เราจะสามารถคาดหวังได้ถึงระบบการผลิตที่ชาญฉลาดยิ่งขึ้น ตัวเลือกวัสดุที่หลากหลายยิ่งขึ้น และการออกแบบขาเทียมที่เป็นส่วนตัวมากขึ้น เทคโนโลยีการพันเส้นใยจะยังคงส่งเสริมการพัฒนาของอุตสาหกรรมการผลิตขาเทียม และมอบประโยชน์ให้กับผู้คนนับล้านที่ต้องการขาเทียมทั่วโลก

ความก้าวหน้างานวิจัยต่างประเทศ

Steptics บริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์เทียมชั้นนำ ได้เพิ่มการเข้าถึงอุปกรณ์เทียมอย่างมากด้วยการนำการผลิตอุปกรณ์เทียม CFRP มาใช้ในอุตสาหกรรม ซึ่งสามารถผลิตชิ้นส่วนได้หลายร้อยชิ้นต่อวัน บริษัทใช้เทคโนโลยีการพันเส้นใยเพื่อไม่เพียงแต่เพิ่มผลผลิต แต่ยังลดต้นทุนการผลิตอีกด้วย ทำให้อุปกรณ์เทียมประสิทธิภาพสูงมีราคาที่เอื้อมถึงสำหรับผู้คนจำนวนมากที่ต้องการ

กระบวนการในการผลิตขาเทียมคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ของ Steptics มีดังต่อไปนี้:

(1) ก่อนอื่นจะทำการสร้างท่อขึ้นรูปขนาดใหญ่โดยใช้การพันเส้นใย ดังที่แสดงด้านล่าง โดยใช้เส้นใยคาร์บอน T700 ของ Toray สำหรับเส้นใย

(2) หลังจากที่ท่อได้รับการบ่มและขึ้นรูปแล้ว ท่อจะถูกตัดออกเป็นหลายส่วน (ซ้ายล่าง) จากนั้นจึงตัดแต่ละส่วนออกเป็นสองส่วนอีกครั้ง (ขวาล่าง) เพื่อให้ได้ชิ้นส่วนกึ่งสำเร็จรูป
(3) ในขั้นตอนหลังการประมวลผล ชิ้นส่วนกึ่งสำเร็จรูปจะถูกกลึงทีละชิ้น และจะมีการนำเทคโนโลยีการปรับแต่งด้วยความช่วยเหลือของ AI มาใช้ในกระบวนการเพื่อปรับคุณสมบัติ เช่น รูปทรงเรขาคณิตและความแข็งให้เหมาะกับผู้พิการทางร่างกายแต่ละคน

บริษัท เซี่ยงไฮ้ โอริเซน นิว แมททีเรียล เทคโนโลยี จำกัด
M: +86 18683776368 (หรือ WhatsApp)
โทร:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
ที่อยู่: NO.398 ถนน New Green เมือง Xinbang เขต Songjiang เซี่ยงไฮ้