De acordo com estatísticas da Organização Mundial da Saúde, dezenas de milhões de pessoas em todo o mundo precisam de próteses. Espera-se que esta população duplique até 2050. Dependendo do país e da faixa etária, 70% das pessoas que necessitam de próteses envolvem os membros inferiores. Atualmente, próteses compostas reforçadas com fibra de alta qualidade não estão disponíveis para a maioria dos amputados de membros inferiores devido ao alto custo associado ao seu complexo processo de fabricação artesanal. A maioria das próteses de pés em polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP) são feitas à mão, colocando múltiplas camadas depré-impregnadoem um molde e depois curado em um tanque de prensagem a quente, seguido de corte e fresagem, um procedimento manual muito caro.
Com o avanço da tecnologia, espera-se que a introdução de equipamentos automatizados de fabricação de compósitos reduza significativamente os custos. A tecnologia de enrolamento de fibra, um processo chave de fabricação de compósitos, está mudando a forma como as próteses compostas de alto desempenho são produzidas, tornando-as mais eficientes e econômicas.
O que é a tecnologia Fiber Wrap?
O enrolamento de fibra é um processo no qual fibras contínuas são enroladas em uma matriz ou mandril rotativo. Estas fibras podem serpré-impregnadospré-impregnado comresinaou impregnado porresinadurante o processo de enrolamento. As fibras são enroladas em caminhos e ângulos específicos para atender às condições de deformação e resistência exigidas pelo projeto. Em última análise, a estrutura da ferida é curada para formar uma peça composta leve e de alta resistência.
Aplicação da tecnologia Fiber Wrap na fabricação de próteses
(1) Produção eficiente: A tecnologia de enrolamento de fibra realiza automação e controle preciso, o que torna a produção de próteses muito mais rápida. Comparado com a produção manual tradicional, o enrolamento de fibra pode produzir um grande número de peças protéticas de alta qualidade em um curto espaço de tempo.
(2) Redução de custos: A tecnologia de enrolamento de fibra pode reduzir significativamente o custo de fabricação de próteses devido à melhoria da eficiência da produção e utilização de materiais. Foi relatado que a adoção desta tecnologia pode reduzir o custo da prótese em cerca de 50%.
(3) Melhoria do desempenho: A tecnologia de enrolamento de fibra pode controlar com precisão o alinhamento e a direção das fibras para otimizar as propriedades mecânicas da prótese. Membros protéticos feitos de compósitos reforçados com fibra de carbono (CFRP) não são apenas leves, mas também possuem resistência e durabilidade extremamente altas.
(4) Sustentabilidade: Processos de produção eficientes e utilização de materiais tornam a tecnologia de enrolamento de fibra mais ecologicamente correta. Além disso, a durabilidade e a leveza das próteses compostas ajudam a reduzir o desperdício de recursos e o consumo de energia pelo usuário.
Com o progresso contínuo da tecnologia de enrolamento de fibras, sua aplicação na fabricação de próteses é mais promissora. No futuro, podemos esperar sistemas de produção mais inteligentes, escolhas de materiais mais diversificadas e designs protéticos mais personalizados. A tecnologia de enrolamento de fibra continuará a promover o desenvolvimento da indústria de fabricação de próteses e a trazer benefícios para milhões de pessoas que necessitam de próteses em todo o mundo.
Progresso da pesquisa no exterior
A Steptics, uma empresa líder na fabricação de próteses, aumentou dramaticamente a acessibilidade das próteses ao industrializar a produção de próteses CFRP com a capacidade de produzir centenas de peças por dia. A empresa utiliza tecnologia de enrolamento de fibra não apenas para aumentar a produtividade, mas também para reduzir os custos de fabricação, tornando as próteses de alto desempenho acessíveis a mais pessoas necessitadas.
O processo de confecção da prótese composta de fibra de carbono da Steptics é o seguinte:
(1) Um tubo de formação grande é criado primeiro usando enrolamento de fibra, conforme mostrado abaixo, com fibra de carbono T700 da Toray usada para as fibras.
(2) Depois que o tubo é curado e formado, o tubo é cortado em vários segmentos (canto inferior esquerdo) e, em seguida, cada segmento é cortado novamente ao meio (canto inferior direito) para obter uma peça semiacabada.
(3) No pós-processamento, as peças semiacabadas são usinadas individualmente e a tecnologia de personalização assistida por IA é introduzida no processo para ajustar propriedades como geometria e rigidez ao amputado individual.
Xangai Orisen Nova Tecnologia de Materiais Co., Ltd
M: +86 18683776368 (também WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Endereço: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Xangai
Horário da postagem: 24 de junho de 2024