세계보건기구(WHO) 통계에 따르면 전 세계적으로 수천만 명의 사람들이 보철물을 필요로 합니다. 이 인구는 2050년까지 두 배로 늘어날 것으로 예상됩니다. 국가와 연령층에 따라 다르지만 보철물이 필요한 사람의 70%가 하지와 관련이 있습니다. 현재 고품질의 섬유 강화 복합 보철물은 복잡한 수작업 제조 공정과 관련된 높은 비용으로 인해 대부분의 하지 절단 환자가 사용할 수 없습니다. 대부분의 탄소섬유강화폴리머(CFRP) 발 보철물은 여러 겹의 탄소섬유 강화 폴리머를 겹겹이 쌓아 손으로 제작됩니다.프리프레그금형에 넣은 다음 뜨거운 프레스 탱크에서 경화한 다음 트리밍 및 밀링을 수행하는데 이는 매우 비용이 많이 드는 수동 절차입니다.
기술의 발전에 따라 복합재료 자동화 제조 장비의 도입으로 비용이 크게 절감될 것으로 예상됩니다. 핵심 복합재 제조 공정인 섬유 와인딩 기술은 고성능 복합재 보철물의 생산 방식을 변화시켜 더욱 효율적이고 경제적으로 만들고 있습니다.
섬유 랩 기술이란 무엇입니까?
섬유 권취는 연속 섬유를 회전하는 다이 또는 맨드릴에 감는 공정입니다. 이러한 섬유는 다음과 같습니다.프리프레그미리 함침된수지또는 함침수지와인딩 과정 중. 섬유는 설계에 필요한 변형 및 강도 조건을 충족하기 위해 특정 경로와 각도로 감겨 있습니다. 궁극적으로 상처 구조가 경화되어 가볍고 고강도의 복합 부품이 형성됩니다.
보철 제조에 섬유 랩 기술 적용
(1) 효율적인 생산 : Fiber Winding 기술로 자동화와 정밀한 제어가 가능해 보철물의 생산이 훨씬 빨라집니다. 전통적인 수동 생산에 비해 섬유 권선은 짧은 시간에 고품질 보철 부품을 대량 생산할 수 있습니다.
(2) 원가절감 : Fiber Winding 기술은 생산효율 및 재료활용도 향상으로 보철물 제조원가를 획기적으로 절감할 수 있다. 이 기술을 적용하면 보철물 비용을 약 50% 정도 절감할 수 있는 것으로 알려졌다.
(3) 성능 향상: 섬유 와인딩 기술은 섬유의 정렬과 방향을 정밀하게 제어하여 보철물의 기계적 특성을 최적화할 수 있습니다. 탄소섬유강화복합재료(CFRP)로 제작된 의수족은 가벼울 뿐만 아니라 강도와 내구성도 매우 높습니다.
(4) 지속 가능성: 효율적인 생산 공정과 재료 활용은 섬유 권선 기술을 더욱 환경 친화적으로 만듭니다. 또한 복합 보철물의 내구성과 경량 특성은 사용자의 자원 낭비와 에너지 소비를 줄이는 데 도움이 됩니다.
섬유 와인딩 기술의 지속적인 발전으로 보철물 제조에 대한 적용이 더욱 유망해졌습니다. 미래에는 더 스마트한 생산 시스템, 더 다양한 재료 선택, 더 개인화된 보철물 디자인을 기대할 수 있습니다. 섬유 와인딩 기술은 계속해서 보철물 제조 산업의 발전을 촉진하고 전 세계적으로 보철물이 필요한 수백만 명의 사람들에게 혜택을 가져다줄 것입니다.
해외연구 진행상황
선도적인 보철 제조 기업인 스테틱스는 하루 수백 개의 부품을 생산할 수 있는 능력을 갖춘 CFRP 보철물 생산을 산업화하여 보철물의 접근성을 획기적으로 높였습니다. 이 회사는 섬유 와인딩 기술을 활용하여 생산성을 높일 뿐만 아니라 제조 비용도 절감하여 도움이 필요한 더 많은 사람들에게 고성능 보철물을 저렴한 가격으로 제공합니다.
스텝틱스의 탄소섬유복합보철물 제작과정은 다음과 같습니다.
(1) 아래 그림과 같이 섬유에 Toray의 T700 탄소 섬유를 사용하여 섬유 와인딩을 사용하여 대형 성형 튜브를 먼저 만듭니다.
(2) 튜브가 경화되어 형성된 후 튜브를 여러 세그먼트(왼쪽 아래)로 절단한 다음 각 세그먼트를 다시 반으로 절단(오른쪽 아래)하여 반제품을 얻습니다.
(3) 후가공에서는 반제품을 개별적으로 가공하고, 이 과정에서 AI 지원 맞춤화 기술을 도입해 기하학, 강성 등의 특성을 절단 환자 개개인에 맞게 조정한다.
상하이 오리센 신소재 기술 유한 회사
남: +86 18683776368(WhatsApp도 있음)
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주소: 상하이 송장구 신록로 신방진 NO.398
게시 시간: 2024년 6월 24일