世界保健機関の統計によると、世界中の何千万人もの人々が補綴物を必要としています。この集団は2050年までに2倍になると予想されます。国と年齢層に応じて、補綴物を必要とする群の70％が下肢に関与しています。現在、複雑で手作りの製造プロセスに関連するコストが高いため、高品質の繊維強化複合補綴物はほとんどの下肢切断者にとって利用できません。ほとんどのカーボン繊維強化ポリマー（CFRP）フィートの補綴物は、の複数の層を階層化することによって手作業で作られていますプリプレグ型に、その後、ホットプレスタンクで硬化させ、非常に高価な手動でトリミングとフライス材が加工されます。
テクノロジーの進歩により、複合材料用の自動製造装置の導入は、コストを大幅に削減すると予想されます。主要な複合製造プロセスである繊維巻線技術は、高性能の複合補綴物の生産方法を変えており、それらをより効率的で経済的にしています。
ファイバーラップテクノロジーとは何ですか？
繊維巻線は、連続した繊維が回転するダイまたはマンドレルに巻かれるプロセスです。これらの繊維はそうすることができますプリプレグで事前に妊娠した樹脂またはによって含浸します樹脂曲がりくねったプロセス中。繊維は、設計に必要な変形と強度の条件を満たすために、特定の経路と角度に巻き付けられています。最終的に、創傷構造は治癒して、軽量で高強度の複合部分を形成します。
補綴製造におけるファイバーラップテクノロジーの適用
（1）効率的な生産：ファイバー巻線技術は、自動化と正確な制御を実現し、補綴物の生産をはるかに速くします。従来の手動制作と比較して、繊維巻線は短時間で多数の高品質の補綴部品を生成する可能性があります。
（2）コスト削減：繊維巻線技術は、生産効率と材料利用の改善により、補綴物の製造コストを大幅に削減できます。この技術の採用により、プロテーゼのコストを約50％削減できると報告されています。
（3）パフォーマンスの強化：繊維巻線技術は、繊維のアライメントと方向を正確に制御して、プロテーゼの機械的特性を最適化できます。炭素繊維強化複合材料（CFRP）で作られた補綴手足は、軽量であるだけでなく、非常に高い強度と耐久性も持っています。
（4）持続可能性：効率的な生産プロセスと材料利用により、繊維巻線技術により環境に優しいものがあります。さらに、複合補綴物の耐久性と軽量性は、ユーザーによる資源の無駄とエネルギー消費を減らすのに役立ちます。
繊維巻線技術の継続的な進歩により、プロテーゼの製造におけるその応用はより有望です。将来的には、よりスマートな生産システム、より多様な材料の選択、よりパーソナライズされた補綴デザインを楽しみにしています。繊維巻線技術は、補綴製造業界の開発を促進し続け、世界中の補綴物を必要とする何百万人もの人々に利益をもたらします。
海外の研究の進歩
主要な補綴製造会社であるStepTicsは、CFRP補綴物の生産を1日あたり数百の部品を生産する能力を工業化することにより、補綴物のアクセシビリティを劇的に増加させました。同社は、繊維巻線技術を利用して生産性を向上させるだけでなく、製造コストを削減し、困っている人々にとって高性能の補綴物を手頃な価格にしています。
StepTicsの炭素繊維複合プロテーゼを作成するプロセスは次のとおりです。
（1）大きな形成チューブは、繊維に使用されるTorayのT700カーボンファイバーを使用して、繊維巻線を使用して最初に作成されます。
（2）チューブが硬化して形成された後、チューブは複数のセグメント（左下）に切断され、各セグメントが再び半分（右下）に切断されて、半仕上げの部分が得られます。
（3）後処理では、半仕上げの部分が個別に機械加工されており、AIアシストカスタマイズテクノロジーがプロセスに導入され、個々の切断者にジオメトリや剛性などのプロパティを調整します。
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投稿時間：6月24日 - 2024年