Secondo le statistiche dell'Organizzazione mondiale della sanità, decine di milioni di persone in tutto il mondo hanno bisogno di protesi. Si prevede che questa popolazione raddoppierà entro il 2050. A seconda del paese e della fascia d'età, il 70% di quelli che richiedono protesi coinvolge gli arti inferiori. Attualmente, le protesi composite con fibra di alta qualità non sono disponibili per la maggior parte degli amputati degli arti più bassi a causa degli elevati costi associati al loro complesso processo di produzione fatto a mano. La maggior parte delle protesi del piede polimerico rinforzate con fibra di carbonio (CFRP) sono realizzate a mano stratificando più strati di strati dipre -pregIn uno stampo, poi curando un serbatoio da stampa a caldo, seguito da un taglio e da fresatura, una procedura manuale molto costosa.
Con l'avanzamento della tecnologia, l'introduzione di attrezzature di produzione automatizzata per i compositi dovrebbe ridurre in modo significativo i costi. La tecnologia di avvolgimento in fibra, un processo di produzione composito chiave, sta cambiando il modo in cui vengono prodotte protesi composite ad alte prestazioni, rendendole più efficienti ed economiche.
Cos'è la tecnologia Wrap Fiber?
L'avvolgimento in fibra è un processo in cui le fibre continue vengono avvolte su una matrice rotante o un mandrino. Queste fibre possono essereprepregspre-impregnato conresinao impregnato daresinadurante il processo di avvolgimento. Le fibre sono avvolte in percorsi e angoli specifici per soddisfare le condizioni di deformazione e resistenza richieste dalla progettazione. Alla fine, la struttura della ferita è curata per formare una parte composita leggera e ad alta resistenza.
Applicazione della tecnologia di avvolgimento in fibra nella produzione protesica
(1) Produzione efficiente: la tecnologia di avvolgimento in fibra realizza l'automazione e il controllo preciso, il che rende molto più veloce la produzione di protesi. Rispetto alla tradizionale produzione manuale, l'avvolgimento in fibra può produrre un gran numero di parti protesiche di alta qualità in breve tempo.
(2) Riduzione dei costi: la tecnologia di avvolgimento in fibra può ridurre significativamente il costo di produzione delle protesi a causa del miglioramento dell'efficienza della produzione e dell'utilizzo del materiale. È stato riferito che l'adozione di questa tecnologia può ridurre il costo della protesi di circa il 50%.
(3) Miglioramento delle prestazioni: la tecnologia dell'avvolgimento in fibra può controllare con precisione l'allineamento e la direzione delle fibre per ottimizzare le proprietà meccaniche della protesi. Gli arti protesici realizzati in compositi rinforzati in fibra di carbonio (CFRP) non sono solo leggeri, ma hanno anche una resistenza e una durata estremamente elevate.
(4) Sostenibilità: processi di produzione efficienti e utilizzo del materiale rendono la tecnologia di avvolgimento in fibra più rispettosa dell'ambiente. Inoltre, la durata e la natura leggera delle protesi composite aiutano a ridurre i rifiuti delle risorse e il consumo di energia da parte dell'utente.
Con il continuo progresso della tecnologia di avvolgimento in fibra, la sua applicazione nella produzione di protesi è più promettente. In futuro, possiamo aspettarci sistemi di produzione più intelligenti, scelte di materiali più diversificate e progetti protesici più personalizzati. La tecnologia di avvolgimento in fibra continuerà a promuovere lo sviluppo del settore manifatturiero della protesi e apportare benefici a milioni di persone che necessitano di protesi in tutto il mondo.
Progressi della ricerca all'estero
Steptics, una delle principali società manifatturiere protesi, ha notevolmente aumentato l'accessibilità delle protesi industrializzando la produzione di protesi CFRP con la capacità di produrre centinaia di parti al giorno. La società utilizza la tecnologia di avvolgimento in fibra per aumentare non solo la produttività, ma anche ridurre i costi di produzione, rendendo le protesi ad alte prestazioni accessibili a più persone bisognose.
Il processo di realizzazione della protesi composita in fibra di carbonio di Steptics è il seguente:
(1) Un grande tubo di formazione viene prima creato usando l'avvolgimento in fibra, come mostrato di seguito, con la fibra di carbonio T700 di Toray utilizzata per le fibre.
(2) Dopo che il tubo è stato curato e formato, il tubo viene tagliato in più segmenti (in basso a sinistra), quindi ogni segmento viene nuovamente tagliato a metà (in basso a destra) per ottenere una parte semifinita.
(3) Nel post-elaborazione, le parti semifinite sono lavorate individualmente e la tecnologia di personalizzazione assistita viene introdotta nel processo per regolare proprietà come la geometria e la rigidità al singolo amputato.
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Tempo post: giu-24-2024