Според статистиката на Световната здравна организация десетки милиони хора по света се нуждаят от протези. Очаква се тази популация да се удвои до 2050 г. В зависимост от страната и възрастовата група 70% от нуждаещите се от протези засягат долните крайници. Понастоящем висококачествените подсилени с влакна композитни протези не са достъпни за повечето хора с ампутирани крайници поради високата цена, свързана с техния сложен, ръчно изработен процес на производство. Повечето протези за крака от подсилен с въглеродни влакна полимер (CFRP) се правят ръчно чрез наслояване на няколко слояпрепрегвъв форма, след което се втвърдява в резервоар за гореща преса, последвано от подрязване и фрезоване, много скъпа ръчна процедура.
С напредването на технологиите се очаква въвеждането на автоматизирано производствено оборудване за композити да намали значително разходите. Технологията за навиване на влакна, ключов процес на производство на композитни материали, променя начина, по който се произвеждат високоефективни композитни протези, което ги прави по-ефективни и икономични.
Какво представлява технологията Fiber Wrap?
Намотаването на влакна е процес, при който непрекъснатите влакна се навиват върху въртяща се матрица или дорник. Тези влакна могат да бъдатпрепрегипредварително импрегниран ссмолаили импрегнирани отсмолапо време на процеса на навиване. Влакната се навиват по специфични пътища и ъгли, за да отговарят на изискванията за деформация и якост, изисквани от дизайна. В крайна сметка структурата на раната се втвърдява, за да образува лека и високоякостна композитна част.
Приложение на технологията Fiber Wrap в производството на протези
(1) Ефективно производство: Технологията за навиване на влакна реализира автоматизация и прецизен контрол, което прави производството на протеза много по-бързо. В сравнение с традиционното ръчно производство, навиването на влакна може да произведе голям брой висококачествени протезни части за кратко време.
(2) Намаляване на разходите: Технологията за навиване на влакна може значително да намали производствените разходи на протезите поради подобряването на производствената ефективност и използването на материала. Съобщава се, че приемането на тази технология може да намали цената на протезата с около 50%.
(3) Подобряване на производителността: Технологията за навиване на влакна може прецизно да контролира подравняването и посоката на влакната, за да оптимизира механичните свойства на протезата. Протезните крайници, изработени от композити, подсилени с въглеродни влакна (CFRP), са не само леки, но и имат изключително висока здравина и издръжливост.
(4) Устойчивост: Ефективните производствени процеси и използването на материали правят технологията за намотаване на влакна по-щадяща околната среда. В допълнение, издръжливостта и лекото естество на композитните протези помагат за намаляване на загубата на ресурси и консумацията на енергия от потребителя.
С непрекъснатия напредък на технологията за навиване на влакна, приложението му в производството на протези е по-обещаващо. В бъдеще можем да очакваме по-интелигентни производствени системи, по-разнообразен избор на материали и по-персонализирани дизайни на протези. Технологията за навиване на влакна ще продължи да насърчава развитието на индустрията за производство на протези и ще донесе ползи на милиони хора, нуждаещи се от протези по света.
Отвъдморски изследователски напредък
Steptics, водеща компания за производство на протези, драстично увеличи достъпността на протезите чрез индустриализиране на производството на CFRP протези с възможност за производство на стотици части на ден. Компанията използва технология за навиване на влакна, за да увеличи не само производителността, но и да намали производствените разходи, правейки високоефективните протези достъпни за повече хора в нужда.
Процесът на изработване на композитната протеза от въглеродни влакна на Steptics е както следва:
(1) Голяма формовъчна тръба първо се създава с помощта на навиване на влакна, както е показано по-долу, с въглеродни влакна T700 на Toray, използвани за влакната.
(2) След като тръбата е втвърдена и оформена, тръбата се нарязва на множество сегменти (долу вляво) и след това всеки сегмент се нарязва отново наполовина (долу вдясно), за да се получи полуготова част.
(3) При последваща обработка полуготовите части се обработват индивидуално и в процеса се въвежда технология за персонализиране, подпомагана от изкуствен интелект, за да се коригират свойства като геометрия и твърдост към отделния човек с ампутирана кост.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (също WhatsApp)
Т:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Адрес: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Шанхай
Време на публикуване: 24 юни 2024 г