Podle statistik Světové zdravotnické organizace potřebují protetiku desítky milionů lidí na celém světě. Očekává se, že se tato populace do roku 2050 zdvojnásobí. V závislosti na zemi a věkové skupině se 70 % osob vyžadujících protézy týká dolních končetin. V současné době jsou vysoce kvalitní kompozitní protézy vyztužené vlákny nedostupné pro většinu pacientů po amputaci dolních končetin kvůli vysokým nákladům spojeným s jejich složitým, ručně vyráběným výrobním procesem. Většina protéz nohou z polymeru vyztuženého uhlíkovými vlákny (CFRP) se vyrábí ručně vrstvením několika vrstevprepregdo formy, pak vytvrzení v horké lisovací nádrži, následované ořezáváním a frézováním, což je velmi nákladný ruční postup.
S pokrokem technologie se očekává, že zavedení automatizovaného výrobního zařízení pro kompozity výrazně sníží náklady. Technologie navíjení vláken, klíčový proces výroby kompozitu, mění způsob výroby vysoce výkonných kompozitních protetik, díky nimž jsou efektivnější a hospodárnější.
Co je technologie Fiber Wrap?
Navíjení vláken je proces, při kterém se kontinuální vlákna navíjejí na rotující matrici nebo trn. Tato vlákna mohou býtprepregypředem napuštěnépryskyřicenebo impregnovanépryskyřiceběhem procesu navíjení. Vlákna jsou navinuta ve specifických drahách a úhlech, aby vyhověla podmínkám deformace a pevnosti požadovaným konstrukcí. Nakonec je struktura rány vytvrzena za vzniku lehkého a vysoce pevného kompozitního dílu.
Aplikace technologie Fiber Wrap ve výrobě protetiky
(1) Efektivní výroba: Technologie navíjení vláken realizuje automatizaci a přesné řízení, díky čemuž je výroba protéz mnohem rychlejší. Ve srovnání s tradiční ruční výrobou může navíjení vláken v krátké době vyrobit velké množství vysoce kvalitních protetických dílů.
(2) Snížení nákladů: Technologie navíjení vláken může výrazně snížit výrobní náklady protéz díky zlepšení efektivity výroby a využití materiálu. Bylo hlášeno, že přijetí této technologie může snížit náklady na protézy asi o 50%.
(3) Zlepšení výkonu: Technologie navíjení vláken může přesně řídit zarovnání a směr vláken, aby se optimalizovaly mechanické vlastnosti protézy. Protetické končetiny vyrobené z kompozitů vyztužených uhlíkovými vlákny (CFRP) jsou nejen lehké, ale mají také extrémně vysokou pevnost a odolnost.
(4) Udržitelnost: Efektivní výrobní procesy a využití materiálů činí technologii navíjení vláken šetrnější k životnímu prostředí. Odolnost a lehkost kompozitních protéz navíc pomáhá snížit plýtvání zdroji a spotřebu energie uživatelem.
S neustálým pokrokem technologie navíjení vláken je její aplikace při výrobě protéz slibnější. V budoucnu se můžeme těšit na chytřejší výrobní systémy, rozmanitější výběr materiálů a personalizovanější návrhy protetiky. Technologie navíjení vláken bude i nadále podporovat rozvoj průmyslu výroby protéz a přinášet výhody milionům lidí, kteří potřebují protézy po celém světě.
Pokrok ve výzkumu v zámoří
Steptics, přední společnost vyrábějící protetiku, dramaticky zvýšila dostupnost protetiky industrializací výroby protetiky CFRP se schopností vyrábět stovky dílů denně. Společnost využívá technologii navíjení vláken nejen ke zvýšení produktivity, ale také ke snížení výrobních nákladů, čímž se vysoce výkonná protetika stává dostupnou pro více lidí v nouzi.
Proces výroby kompozitní protézy z uhlíkových vláken Steptics je následující:
(1) Nejprve se vytvoří velká tvarovací trubice pomocí navíjení vláken, jak je znázorněno níže, s uhlíkovým vláknem Toray T700 použitým pro vlákna.
(2) Po vytvrzení a vytvarování trubky se trubice rozřeže na několik segmentů (vlevo dole) a poté se každý segment znovu rozřízne na polovinu (vpravo dole), aby se získal polotovar.
(3) Při následném zpracování jsou polotovary jednotlivě opracovány a do procesu je zavedena technologie přizpůsobení pomocí umělé inteligence pro přizpůsobení vlastností, jako je geometrie a tuhost, pro jednotlivé amputované osoby.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (také WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresa: NO.398 New Green Road Xinbang Town Okres Songjiang, Šanghaj
Čas odeslání: 24. června 2024