تكنولوجيا لف المواد المركبة: فتح حقبة جديدة من تصنيع الأطراف الاصطناعية عالية الأداء —— معلومات المواد المركبة

وبحسب إحصائيات منظمة الصحة العالمية، يحتاج عشرات الملايين من الأشخاص حول العالم إلى الأطراف الصناعية. ومن المتوقع أن يتضاعف هذا العدد بحلول عام 2050. واعتمادًا على البلد والفئة العمرية، فإن 70% من الأشخاص الذين يحتاجون إلى أطراف صناعية يشملون الأطراف السفلية. في الوقت الحالي، لا تتوفر الأطراف الاصطناعية المركبة عالية الجودة المدعمة بالألياف لمعظم مبتوري الأطراف السفلية بسبب التكلفة العالية المرتبطة بعملية التصنيع المعقدة المصنوعة يدويًا. يتم تصنيع معظم الأطراف الاصطناعية للقدم المصنوعة من البوليمر المقوى بألياف الكربون يدويًا عن طريق وضع طبقات متعددة منprepregفي قالب، ثم المعالجة في خزان الضغط الساخن، يليه التشذيب والطحن، وهو إجراء يدوي مكلف للغاية.

مع تقدم التكنولوجيا، من المتوقع أن يؤدي إدخال معدات التصنيع الآلية للمواد المركبة إلى تقليل التكلفة بشكل كبير. تعمل تقنية لف الألياف، وهي عملية تصنيع رئيسية للمركبات، على تغيير الطريقة التي يتم بها إنتاج الأطراف الاصطناعية المركبة عالية الأداء، مما يجعلها أكثر كفاءة واقتصادية.

ما هي تقنية لف الألياف؟

لف الألياف هي عملية يتم فيها لف الألياف المستمرة على قالب دوار أو مغزل. يمكن أن تكون هذه الأليافprepregsمشربة مسبقا معالراتنجأو مشربة بهاالراتنجأثناء عملية اللف. يتم جرح الألياف في مسارات وزوايا محددة لتلبية ظروف التشوه والقوة التي يتطلبها التصميم. في النهاية، تتم معالجة بنية الجرح لتكوين جزء مركب خفيف الوزن وعالي القوة.

تطبيق تقنية لف الألياف في تصنيع الأطراف الاصطناعية

(1) الإنتاج الفعال: تكنولوجيا لف الألياف تحقق الأتمتة والتحكم الدقيق، مما يجعل إنتاج الأطراف الاصطناعية أسرع بكثير. بالمقارنة مع الإنتاج اليدوي التقليدي، فإن لف الألياف يمكن أن ينتج عددًا كبيرًا من الأجزاء الاصطناعية عالية الجودة في وقت قصير.

(2) خفض التكلفة: يمكن لتكنولوجيا لف الألياف أن تقلل بشكل كبير من تكلفة تصنيع الأطراف الاصطناعية بسبب تحسين كفاءة الإنتاج واستخدام المواد. وقد أفيد أن اعتماد هذه التكنولوجيا يمكن أن يقلل من تكلفة الأطراف الاصطناعية بنحو 50٪.

(3) تحسين الأداء: يمكن لتقنية لف الألياف التحكم بدقة في محاذاة الألياف واتجاهها لتحسين الخواص الميكانيكية للطرف الاصطناعي. الأطراف الصناعية المصنوعة من المركبات المقواة بألياف الكربون (CFRP) ليست خفيفة الوزن فحسب، بل تتمتع أيضًا بقوة ومتانة عالية للغاية.

(4) الاستدامة: عمليات الإنتاج الفعالة واستخدام المواد تجعل تكنولوجيا لف الألياف أكثر صداقة للبيئة. بالإضافة إلى ذلك، تساعد متانة الأطراف الاصطناعية المركبة وخفة وزنها على تقليل هدر الموارد واستهلاك الطاقة من قبل المستخدم.

مع التقدم المستمر في تكنولوجيا لف الألياف، أصبح تطبيقها في تصنيع الأطراف الاصطناعية أكثر واعدة. في المستقبل، يمكننا أن نتطلع إلى أنظمة إنتاج أكثر ذكاءً، وخيارات مواد أكثر تنوعًا، وتصميمات أطراف صناعية أكثر تخصيصًا. ستستمر تقنية لف الألياف في تعزيز تطوير صناعة الأطراف الاصطناعية وتحقيق الفوائد لملايين الأشخاص الذين يحتاجون إلى الأطراف الاصطناعية في جميع أنحاء العالم.

تقدم البحوث في الخارج

قامت شركة Steptics، وهي شركة رائدة في تصنيع الأطراف الاصطناعية، بزيادة إمكانية الوصول إلى الأطراف الاصطناعية بشكل كبير من خلال تصنيع إنتاج الأطراف الاصطناعية المصنوعة من مادة CFRP مع القدرة على إنتاج مئات الأجزاء يوميًا. تستخدم الشركة تقنية لف الألياف ليس فقط لزيادة الإنتاجية، ولكن أيضًا لتقليل تكاليف التصنيع، مما يجعل الأطراف الاصطناعية عالية الأداء في متناول عدد أكبر من الأشخاص المحتاجين.

تتم عملية صنع الطرف الاصطناعي المركب من ألياف الكربون من شركة Steptics على النحو التالي:

(1) يتم إنشاء أنبوب تشكيل كبير أولاً باستخدام لف الألياف، كما هو موضح أدناه، باستخدام ألياف الكربون T700 من Toray المستخدمة في الألياف.

(2) بعد معالجة الأنبوب وتشكيله، يتم قطع الأنبوب إلى أجزاء متعددة (أسفل اليسار)، ثم يتم قطع كل جزء إلى النصف مرة أخرى (أسفل اليمين) للحصول على جزء شبه نهائي.
(3) في مرحلة ما بعد المعالجة، يتم تصنيع الأجزاء شبه النهائية بشكل فردي، ويتم إدخال تقنية التخصيص بمساعدة الذكاء الاصطناعي في العملية لضبط خصائص مثل الهندسة والصلابة لمبتوري الأطراف الفردية.

شركة شنغهاي أوريسين لتكنولوجيا المواد الجديدة المحدودة
م: +86 18683776368 (أيضًا واتساب)
هاتف: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
العنوان: رقم 398 الطريق الأخضر الجديد، مدينة شينبانغ، منطقة سونغجيانغ، شنغهاي