Volgens de statistieken van de Wereldgezondheidsorganisatie hebben tientallen miljoenen mensen over de hele wereld protheses nodig. Verwacht wordt dat deze populatie tegen 2050 zal verdubbelen. Afhankelijk van het land en de leeftijdsgroep heeft 70% van degenen die prothesen nodig hebben, betrekking op de onderste ledematen. Momenteel zijn vezelversterkte composietprothesen van hoge kwaliteit niet beschikbaar voor de meeste geamputeerden van de onderste ledematen vanwege de hoge kosten die gepaard gaan met het complexe, handgemaakte productieproces. De meeste voetprothesen van koolstofvezelversterkt polymeer (CFRP) worden met de hand gemaakt door meerdere lagenprepregin een mal, vervolgens uitharden in een hete perstank, gevolgd door trimmen en frezen, een zeer dure handmatige procedure.
Met de vooruitgang van de technologie wordt verwacht dat de introductie van geautomatiseerde productieapparatuur voor composieten de kosten aanzienlijk zal verlagen. Vezelwikkeltechnologie, een belangrijk productieproces voor composiet, verandert de manier waarop hoogwaardige composietprothesen worden geproduceerd, waardoor ze efficiënter en economischer worden.
Wat is Fiber Wrap-technologie?
Vezelwikkelen is een proces waarbij continue vezels op een roterende matrijs of doorn worden gewikkeld. Deze vezels kunnen dat zijnprepregsvooraf geïmpregneerd metharsof geïmpregneerd doorharstijdens het wikkelproces. De vezels worden in specifieke paden en hoeken gewikkeld om te voldoen aan de vervormings- en sterktevoorwaarden die door het ontwerp worden vereist. Uiteindelijk wordt de wondstructuur uitgehard tot een lichtgewicht en zeer sterk composietonderdeel.
Toepassing van Fiber Wrap-technologie bij de productie van prothesen
(1) Efficiënte productie: de vezelwikkeltechnologie realiseert automatisering en nauwkeurige controle, waardoor de productie van prothesen veel sneller gaat. Vergeleken met traditionele handmatige productie kan vezelwikkeling in korte tijd een groot aantal hoogwaardige protheseonderdelen produceren.
(2) Kostenreductie: Vezelwikkeltechnologie kan de productiekosten van prothesen aanzienlijk verlagen dankzij de verbetering van de productie-efficiëntie en het materiaalgebruik. Er is gemeld dat de toepassing van deze technologie de kosten van prothesen met ongeveer 50% kan verlagen.
(3) Verbetering van de prestaties: Vezelwikkeltechnologie kan de uitlijning en richting van de vezels nauwkeurig regelen om de mechanische eigenschappen van de prothese te optimaliseren. Prothetische ledematen gemaakt van met koolstofvezel versterkte composieten (CFRP) zijn niet alleen licht van gewicht, maar hebben ook een extreem hoge sterkte en duurzaamheid.
(4) Duurzaamheid: Efficiënte productieprocessen en materiaalgebruik maken de vezelwikkeltechnologie milieuvriendelijker. Bovendien helpen de duurzaamheid en het lichte karakter van composietprothesen de verspilling van hulpbronnen en het energieverbruik door de gebruiker te verminderen.
Met de voortdurende vooruitgang van de vezelwikkeltechnologie is de toepassing ervan bij de vervaardiging van prothesen veelbelovender. In de toekomst kunnen we uitkijken naar slimmere productiesystemen, meer gediversifieerde materiaalkeuzes en meer gepersonaliseerde protheseontwerpen. Vezelwikkeltechnologie zal de ontwikkeling van de protheseproductie-industrie blijven bevorderen en voordelen opleveren voor miljoenen mensen die prothesen over de hele wereld nodig hebben.
Onderzoeksvooruitgang in het buitenland
Steptics, een toonaangevend productiebedrijf voor prothesen, heeft de toegankelijkheid van protheses dramatisch vergroot door de productie van CFRP-protheses te industrialiseren met de mogelijkheid om honderden onderdelen per dag te produceren. Het bedrijf maakt gebruik van vezelwikkeltechnologie om niet alleen de productiviteit te verhogen, maar ook de productiekosten te verlagen, waardoor hoogwaardige prothesen betaalbaar worden voor meer mensen in nood.
Het proces voor het maken van de koolstofvezelcomposietprothese van Steptics is als volgt:
(1) Er wordt eerst een grote vormbuis gemaakt met behulp van vezelwikkeling, zoals hieronder weergegeven, waarbij Toray's T700-koolstofvezel voor de vezels wordt gebruikt.
(2) Nadat de buis is uitgehard en gevormd, wordt de buis in meerdere segmenten gesneden (linksonder) en vervolgens wordt elk segment opnieuw doormidden gesneden (rechtsonder) om een halfafgewerkt onderdeel te verkrijgen.
(3) Bij de nabewerking worden de halfafgewerkte onderdelen individueel bewerkt en wordt daarbij AI-ondersteunde aanpassingstechnologie geïntroduceerd om eigenschappen zoals geometrie en stijfheid aan te passen aan de individuele geamputeerde.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (ook WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adres: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Posttijd: 24 juni 2024