Segons les estadístiques de l'Organització Mundial de la Salut, desenes de milions de persones a tot el món necessiten pròtesis. Es preveu que aquesta població es dupliqui l'any 2050. Segons el país i el grup d'edat, el 70% dels que requereixen pròtesis afecten els membres inferiors. Actualment, les pròtesis compostes reforçades amb fibra d'alta qualitat no estan disponibles per a la majoria dels amputats de les extremitats inferiors a causa de l'alt cost associat al seu complex procés de fabricació fet a mà. La majoria de les pròtesis de peu de polímer reforçat amb fibra de carboni (CFRP) es fabriquen a mà mitjançant la superposició de múltiples capes depreimpregnaten un motlle, després curat en un dipòsit de premsa en calent, seguit de retall i fresat, un procediment manual molt car.
Amb l'avenç de la tecnologia, s'espera que la introducció d'equips de fabricació automatitzats per a compostos redueixi significativament el cost. La tecnologia de bobinat de fibra, un procés clau de fabricació de compostos, està canviant la forma en què es produeixen pròtesis compostes d'alt rendiment, fent-les més eficients i econòmiques.
Què és la tecnologia Fiber Wrap?
L'enrotllament de fibra és un procés en què les fibres contínues s'enrotllen sobre una matriu o mandril giratori. Aquestes fibres poden serpreimpregnatspreimpregnat deresinao impregnat perresinadurant el procés de bobinat. Les fibres s'enrotllen en camins i angles específics per complir les condicions de deformació i resistència requerides pel disseny. Finalment, l'estructura de la ferida es cura per formar una peça composta lleugera i d'alta resistència.
Aplicació de la tecnologia d'embolcall de fibra en la fabricació de pròtesis
(1) Producció eficient: la tecnologia de bobinat de fibra realitza una automatització i un control precís, cosa que fa que la producció de pròtesis sigui molt més ràpida. En comparació amb la producció manual tradicional, el bobinat de fibra pot produir un gran nombre de peces protètiques d'alta qualitat en poc temps.
(2) Reducció de costos: la tecnologia de bobinat de fibra pot reduir significativament el cost de fabricació de les pròtesis a causa de la millora de l'eficiència de la producció i la utilització del material. S'ha informat que l'adopció d'aquesta tecnologia pot reduir el cost de les pròtesis en un 50%.
(3) Millora del rendiment: la tecnologia de bobinat de fibra pot controlar amb precisió l'alineació i la direcció de les fibres per optimitzar les propietats mecàniques de la pròtesi. Les extremitats protètiques fetes de compostos reforçats amb fibra de carboni (CFRP) no només són lleugeres, sinó que també tenen una resistència i una durabilitat extremadament altes.
(4) Sostenibilitat: els processos de producció eficients i la utilització de materials fan que la tecnologia de bobinat de fibra sigui més respectuosa amb el medi ambient. A més, la durabilitat i la naturalesa lleugera de les pròtesis compostes ajuden a reduir el malbaratament de recursos i el consum d'energia per part de l'usuari.
Amb el continu progrés de la tecnologia de bobinat de fibra, la seva aplicació en la fabricació de pròtesis és més prometedora. En el futur, podem esperar sistemes de producció més intel·ligents, opcions de materials més diversificades i dissenys de pròtesis més personalitzats. La tecnologia de bobinat de fibra continuarà promovent el desenvolupament de la indústria de fabricació de pròtesis i aportant beneficis a milions de persones que necessiten pròtesis a tot el món.
Progrés de la recerca a l'estranger
Steptics, una empresa líder en la fabricació de pròtesis, ha augmentat dràsticament l'accessibilitat de les pròtesis mitjançant la industrialització de la producció de pròtesis de CFRP amb la capacitat de produir centenars de peces al dia. L'empresa utilitza la tecnologia de bobinat de fibra no només per augmentar la productivitat, sinó també per reduir els costos de fabricació, fent que les pròtesis d'alt rendiment siguin assequibles per a més persones que ho necessiten.
El procés de fabricació de la pròtesi composta de fibra de carboni de Steptics és el següent:
(1) Primer es crea un tub de formació gran utilitzant bobinatge de fibra, com es mostra a continuació, amb la fibra de carboni T700 de Toray utilitzada per a les fibres.
(2) Després que el tub estigui curat i format, el tub es talla en diversos segments (a baix a l'esquerra) i després cada segment es talla per la meitat de nou (a baix a la dreta) per obtenir una peça semielaborada.
(3) En el postprocessament, les peces semielaborades es mecanitzen individualment i s'introdueix la tecnologia de personalització assistida per IA en el procés per ajustar propietats com ara la geometria i la rigidesa a l'amputat individual.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (també WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adreça: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Xangai
Hora de publicació: 24-juny-2024