Ifølge Verdenssundhedsorganisationens statistikker har titusinder af mennesker rundt om i verden brug for proteser. Denne befolkning forventes at fordobles i 2050. Afhængigt af land og aldersgruppe involverer 70 % af dem, der skal have proteser, underekstremiteterne. I øjeblikket er højkvalitets fiberforstærkede kompositproteser utilgængelige for de fleste amputerede underekstremiteter på grund af de høje omkostninger forbundet med deres komplekse, håndlavede fremstillingsproces. De fleste fodproteser med kulfiberforstærket polymer (CFRP) fremstilles i hånden ved at lægge flere lag afprepregi en form, derefter hærdning i en varm pressetank, efterfulgt af trimning og fræsning, en meget dyr manuel procedure.
Med teknologiens fremskridt forventes introduktionen af automatiseret produktionsudstyr til kompositter at reducere omkostningerne betydeligt. Fiberviklingsteknologi, en vigtig kompositfremstillingsproces, ændrer den måde, højtydende kompositproteser fremstilles på, hvilket gør dem mere effektive og økonomiske.
Hvad er Fiber Wrap Technology?
Fibervikling er en proces, hvor kontinuerlige fibre vikles på en roterende matrice eller dorn. Disse fibre kan væreprepregspræimprægneret medharpikseller imprægneret afharpiksunder viklingsprocessen. Fibrene er viklet i bestemte baner og vinkler for at imødekomme de deformations- og styrkeforhold, der kræves af designet. I sidste ende hærdes sårstrukturen for at danne en let og højstyrke kompositdel.
Anvendelse af Fiber Wrap-teknologi i protesefremstilling
(1) Effektiv produktion: Fiberviklingsteknologi realiserer automatisering og præcis kontrol, hvilket gør produktionen af protese meget hurtigere. Sammenlignet med traditionel manuel produktion kan fibervikling producere et stort antal protesedele af høj kvalitet på kort tid.
(2) Omkostningsreduktion: Fiberviklingsteknologi kan reducere produktionsomkostningerne for proteser betydeligt på grund af forbedringen af produktionseffektiviteten og materialeudnyttelsen. Det er blevet rapporteret, at vedtagelse af denne teknologi kan reducere omkostningerne til protese med omkring 50%.
(3) Forbedring af ydeevne: Fiberviklingsteknologi kan præcist styre fibrenes justering og retning for at optimere protesens mekaniske egenskaber. Lemmerproteser lavet af kulfiberforstærkede kompositter (CFRP) er ikke kun lette, men har også ekstrem høj styrke og holdbarhed.
(4) Bæredygtighed: Effektive produktionsprocesser og materialeudnyttelse gør fiberviklingsteknologi mere miljøvenlig. Derudover hjælper kompositprotesernes holdbarhed og lette natur med til at reducere brugerens ressourcespild og energiforbrug.
Med den kontinuerlige udvikling af fiberviklingsteknologi er dens anvendelse i protesefremstilling mere lovende. I fremtiden kan vi se frem til smartere produktionssystemer, mere varierede materialevalg og mere personlige protesedesigns. Fiberviklingsteknologi vil fortsætte med at fremme udviklingen af protesefremstillingsindustrien og bringe fordele til millioner af mennesker med behov for proteser rundt om i verden.
Udenlandske forskningsfremskridt
Steptics, en førende protesefremstillingsvirksomhed, har dramatisk øget tilgængeligheden af proteser ved at industrialisere produktionen af CFRP-proteser med evnen til at producere hundredvis af dele om dagen. Virksomheden bruger fiberviklingsteknologi til ikke kun at øge produktiviteten, men også reducere produktionsomkostningerne, hvilket gør højtydende proteser til overkommelige priser for flere mennesker i nød.
Processen med at fremstille Steptics' kulfiberkompositprotese er som følger:
(1) Et stort formningsrør skabes først ved hjælp af fibervikling, som vist nedenfor, med Torays T700 kulfiber, der bruges til fibrene.
(2) Efter at røret er hærdet og dannet, skæres røret i flere segmenter (nederst til venstre), og derefter skæres hvert segment i to igen (nederst til højre) for at opnå en halvfærdig del.
(3) Ved efterbearbejdning bearbejdes de halvfærdige dele individuelt, og AI-assisteret tilpasningsteknologi introduceres i processen for at tilpasse egenskaber såsom geometri og stivhed til den enkelte amputerede.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (også WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresse: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Indlægstid: 24-jun-2024