По статистике Всемирной организации здравоохранения, десятки миллионов людей во всем мире нуждаются в протезировании. Ожидается, что к 2050 году это население удвоится. В зависимости от страны и возрастной группы 70% тех, кто нуждается в протезах, затрагивают нижние конечности. В настоящее время высококачественные композитные протезы, армированные волокном, недоступны большинству людей с ампутированными конечностями из-за высокой стоимости, связанной со сложным процессом изготовления вручную. Большинство протезов стопы из армированного углеродным волокном полимера (CFRP) изготавливаются вручную путем наслаивания нескольких слоев.препрегв форму, затем отверждение в горячем прессовом резервуаре с последующей обрезкой и фрезерованием - очень дорогая ручная процедура.
Ожидается, что с развитием технологий внедрение автоматизированного производственного оборудования для композитов позволит значительно снизить стоимость. Технология намотки волокна, ключевой процесс производства композитов, меняет способ производства высокопроизводительных композитных протезов, делая их более эффективными и экономичными.
Что такое технология Fiber Wrap?
Намотка волокна — это процесс, при котором непрерывные волокна наматываются на вращающуюся матрицу или оправку. Эти волокна могут бытьпрепрегипредварительно пропитанныйсмолаили пропитанныйсмолав процессе намотки. Волокна наматываются по определенным путям и под определенными углами, чтобы обеспечить условия деформации и прочности, требуемые конструкцией. В конечном итоге намотанная конструкция отверждается, образуя легкую и высокопрочную композитную деталь.
Применение технологии Fiber Wrap в производстве протезов
(1) Эффективное производство: технология намотки волокна обеспечивает автоматизацию и точный контроль, что значительно ускоряет производство протезов. По сравнению с традиционным ручным производством, намотка волокна позволяет производить большое количество высококачественных деталей протеза за короткое время.
(2) Снижение затрат. Технология намотки волокна может значительно снизить стоимость производства протезов за счет повышения эффективности производства и использования материалов. Сообщается, что внедрение этой технологии может снизить стоимость протеза примерно на 50%.
(3) Повышение производительности: технология намотки волокон позволяет точно контролировать выравнивание и направление волокон для оптимизации механических свойств протеза. Протезы конечностей из композитов, армированных углеродным волокном (CFRP), не только легкие, но и обладают чрезвычайно высокой прочностью и долговечностью.
(4) Экологичность: эффективные производственные процессы и использование материалов делают технологию намотки волокна более экологически чистой. Кроме того, долговечность и легкий вес композитных протезов помогают сократить потери ресурсов и энергопотребление пользователя.
С постоянным развитием технологии намотки волокна ее применение в производстве протезов становится все более перспективным. В будущем мы можем рассчитывать на более разумные производственные системы, более разнообразный выбор материалов и более персонализированный дизайн протезов. Технология намотки волокна будет и дальше способствовать развитию индустрии производства протезов и приносить пользу миллионам людей, нуждающихся в протезах по всему миру.
Прогресс зарубежных исследований
Steptics, ведущая компания по производству протезов, значительно повысила доступность протезирования за счет индустриализации производства протезов из углепластика с возможностью производить сотни деталей в день. Компания использует технологию намотки волокна, чтобы не только повысить производительность, но и снизить производственные затраты, делая высокоэффективные протезы доступными для большего числа нуждающихся людей.
Процесс изготовления композитного протеза Steptics из углеродного волокна выглядит следующим образом:
(1) Сначала создается большая формовочная труба с использованием намотки волокна, как показано ниже, с использованием углеродного волокна Toray T700 для волокон.
(2) После того, как трубка отверждена и сформирована, трубку разрезают на несколько сегментов (внизу слева), а затем каждый сегмент снова разрезают пополам (внизу справа), чтобы получить полуфабрикат.
(3) При постобработке полуфабрикаты обрабатываются индивидуально, и в процесс внедряется технология индивидуальной настройки с помощью искусственного интеллекта для настройки таких свойств, как геометрия и жесткость, в соответствии с индивидуальными потребностями человека с ампутированной конечностью.
Шанхайская компания Orisen New Material Technology Co., Ltd.
М: +86 18683776368 (также WhatsApp)
Т:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Адрес: № 398, Новая зеленая дорога, город Синьбан, район Сунцзян, Шанхай.
Время публикации: 24 июня 2024 г.