فناوری سیم پیچ مواد کامپوزیت: باز کردن عصر جدیدی از تولید پروتز با کارایی بالا——اطلاعات مواد مرکب

بر اساس آمار سازمان بهداشت جهانی، ده ها میلیون نفر در سراسر جهان به پروتز نیاز دارند. انتظار می رود این جمعیت تا سال 2050 دو برابر شود. بسته به کشور و گروه سنی، 70 درصد از افرادی که به پروتز نیاز دارند، اندام تحتانی را درگیر می کنند. در حال حاضر، پروتزهای کامپوزیت تقویت شده با الیاف با کیفیت بالا برای اکثر افراد قطع عضو اندام تحتانی به دلیل هزینه بالای مرتبط با فرآیند ساخت پیچیده و دست ساز آنها در دسترس نیست. بیشتر پروتزهای پا پلیمری تقویت شده با فیبر کربن (CFRP) با دست و با لایه بندی چند لایه ساخته می شوند.قبل از بارداریدر یک قالب، سپس در یک مخزن پرس داغ پخت، و به دنبال آن پیرایش و آسیاب، یک روش دستی بسیار گران قیمت است.

با پیشرفت تکنولوژی، انتظار می رود که معرفی تجهیزات تولید خودکار برای کامپوزیت ها هزینه را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. فن‌آوری سیم‌پیچ فیبر، یک فرآیند کلیدی تولید کامپوزیت، روش تولید پروتزهای کامپوزیت با کارایی بالا را تغییر می‌دهد و آنها را کارآمدتر و اقتصادی‌تر می‌کند.

فناوری فیبر روپ چیست؟

سیم پیچی فیبر فرآیندی است که در آن الیاف پیوسته بر روی یک قالب یا سنبه چرخان پیچیده می شود. این الیاف می توانندپیش آبدهی می کنداز قبل آغشته بهرزینیا آغشته بهرزیندر طول فرآیند سیم پیچ الیاف در مسیرها و زوایای خاصی پیچیده می شوند تا شرایط تغییر شکل و استحکام مورد نیاز طرح را برآورده کنند. در نهایت، ساختار زخم برای تشکیل یک قطعه کامپوزیتی سبک و با استحکام بالا درمان می‌شود.

کاربرد فناوری الیاف روپ در ساخت پروتز

(1) تولید کارآمد: فناوری سیم پیچ فیبر اتوماسیون و کنترل دقیق را محقق می کند که باعث می شود تولید پروتز بسیار سریعتر شود. در مقایسه با تولید دستی سنتی، سیم پیچ فیبر می تواند تعداد زیادی از قطعات مصنوعی با کیفیت بالا را در مدت زمان کوتاهی تولید کند.

(2) کاهش هزینه: فناوری سیم پیچ فیبر می تواند به طور قابل توجهی هزینه ساخت پروتزها را به دلیل بهبود راندمان تولید و استفاده از مواد کاهش دهد. گزارش شده است که استفاده از این فناوری می تواند هزینه پروتز را تا حدود 50 درصد کاهش دهد.

(3) افزایش عملکرد: فناوری سیم پیچ فیبر می تواند دقیقاً هم ترازی و جهت الیاف را برای بهینه سازی خواص مکانیکی پروتز کنترل کند. اندام های مصنوعی ساخته شده از کامپوزیت های تقویت شده با فیبر کربن (CFRP) نه تنها سبک وزن هستند، بلکه از استحکام و دوام بسیار بالایی نیز برخوردار هستند.

(4) پایداری: فرآیندهای تولید کارآمد و استفاده از مواد، فناوری سیم پیچ فیبر را دوستدار محیط زیست می کند. علاوه بر این، دوام و ماهیت سبک وزن پروتزهای کامپوزیت به کاهش اتلاف منابع و مصرف انرژی توسط کاربر کمک می کند.

با پیشرفت مداوم فناوری سیم پیچی فیبر، کاربرد آن در ساخت پروتز امیدوارکننده تر است. در آینده، می‌توانیم منتظر سیستم‌های تولید هوشمندتر، انتخاب‌های متنوع‌تر مواد و طراحی‌های شخصی‌شده‌تر پروتز باشیم. فن آوری سیم پیچی فیبر به ارتقای توسعه صنعت ساخت پروتز ادامه خواهد داد و مزایایی را برای میلیون ها نفر در سراسر جهان که به پروتز نیاز دارند به ارمغان خواهد آورد.

پیشرفت تحقیقات خارج از کشور

Steptics، یک شرکت پیشرو در تولید پروتز، با صنعتی کردن تولید پروتزهای CFRP با توانایی تولید صدها قطعه در روز، دسترسی به پروتز را به طور چشمگیری افزایش داده است. این شرکت از فناوری سیم پیچی فیبر نه تنها بهره وری را افزایش می دهد، بلکه هزینه های ساخت را نیز کاهش می دهد و پروتزهای با کارایی بالا را برای افراد بیشتری مقرون به صرفه می کند.

فرآیند ساخت پروتز کامپوزیت فیبر کربنی Steptics به شرح زیر است:

(1) ابتدا یک لوله شکل دهی بزرگ با استفاده از سیم پیچ فیبر، همانطور که در زیر نشان داده شده است، با فیبر کربن T700 Toray برای الیاف استفاده می شود.

(2) پس از پخت و تشکیل لوله، لوله به چند بخش (پایین سمت چپ) بریده می شود و سپس هر بخش دوباره به نصف (پایین سمت راست) بریده می شود تا یک قسمت نیمه تمام به دست آید.
(3) در پس پردازش، قطعات نیمه تمام به صورت جداگانه ماشینکاری می شوند و فناوری سفارشی سازی به کمک هوش مصنوعی در این فرآیند برای تنظیم ویژگی هایی مانند هندسه و سفتی برای فرد قطع عضو معرفی می شود.

Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (همچنین WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
آدرس: NO.398 New Green Road Xinbang Town District Songjiang، شانگهای