Podľa štatistík Svetovej zdravotníckej organizácie potrebujú protetiku desiatky miliónov ľudí na celom svete. Očakáva sa, že táto populácia sa do roku 2050 zdvojnásobí. V závislosti od krajiny a vekovej skupiny sa 70 % osôb vyžadujúcich protézy týka dolných končatín. V súčasnosti sú vysokokvalitné kompozitné protézy vystužené vláknami nedostupné pre väčšinu pacientov po amputácii dolných končatín z dôvodu vysokých nákladov spojených s ich zložitým, ručne vyrábaným výrobným procesom. Väčšina protéz chodidiel z polyméru vystuženého uhlíkovými vláknami (CFRP) sa vyrába ručne vrstvením viacerých vrstievprepregdo formy, potom vytvrdzovanie v horúcej lisovacej nádrži, po ktorom nasleduje orezávanie a frézovanie, čo je veľmi nákladný manuálny postup.
S pokrokom technológie sa očakáva, že zavedenie automatizovaného výrobného zariadenia pre kompozity výrazne zníži náklady. Technológia navíjania vlákien, kľúčový proces výroby kompozitov, mení spôsob, akým sa vyrábajú vysokovýkonné kompozitné protetiky, vďaka čomu sú efektívnejšie a hospodárnejšie.
Čo je technológia Fiber Wrap?
Navíjanie vlákien je proces, pri ktorom sa nekonečné vlákna navíjajú na rotačnú matricu alebo tŕň. Tieto vlákna môžu byťpredimpregnované laminátyvopred impregnované sživicealebo impregnovanéživicepočas procesu navíjania. Vlákna sú navinuté v špecifických dráhach a uhloch, aby vyhovovali deformačným a pevnostným podmienkam požadovaným konštrukciou. Nakoniec sa štruktúra rany vytvrdí, aby sa vytvorila ľahká a vysoko pevná kompozitná časť.
Aplikácia technológie Fiber Wrap pri výrobe protetiky
(1) Efektívna výroba: Technológia navíjania vlákien realizuje automatizáciu a presné riadenie, vďaka čomu je výroba protéz oveľa rýchlejšia. V porovnaní s tradičnou ručnou výrobou dokáže navíjanie vlákien v krátkom čase vyprodukovať veľké množstvo vysokokvalitných protetických dielov.
(2) Zníženie nákladov: Technológia navíjania vlákien môže výrazne znížiť výrobné náklady na protézy vďaka zlepšeniu efektívnosti výroby a využitia materiálu. Uvádza sa, že prijatie tejto technológie môže znížiť náklady na protézy asi o 50%.
(3) Zlepšenie výkonu: Technológia navíjania vlákien dokáže presne riadiť zarovnanie a smer vlákien, aby sa optimalizovali mechanické vlastnosti protézy. Protetické končatiny vyrobené z kompozitov vystužených uhlíkovými vláknami (CFRP) sú nielen ľahké, ale majú aj extrémne vysokú pevnosť a odolnosť.
(4) Udržateľnosť: Efektívne výrobné procesy a využitie materiálu robia technológiu navíjania vlákien šetrnejšou k životnému prostrediu. Odolnosť a ľahká povaha kompozitných protéz navyše pomáha znižovať plytvanie zdrojmi a spotrebu energie používateľom.
S neustálym pokrokom technológie navíjania vlákien je jeho aplikácia pri výrobe protéz sľubnejšia. V budúcnosti sa môžeme tešiť na inteligentnejšie výrobné systémy, rozmanitejší výber materiálov a personalizovanejšie protetické návrhy. Technológia navíjania vlákien bude naďalej podporovať rozvoj priemyslu výroby protéz a prinášať výhody miliónom ľudí, ktorí potrebujú protézy na celom svete.
Zámorský výskumný pokrok
Steptics, popredná spoločnosť vyrábajúca protetiku, dramaticky zvýšila dostupnosť protetiky industrializáciou výroby protetiky CFRP so schopnosťou vyrábať stovky dielov za deň. Spoločnosť využíva technológiu navíjania vlákien nielen na zvýšenie produktivity, ale aj na zníženie výrobných nákladov, vďaka čomu je vysokovýkonná protetika dostupná pre viac ľudí v núdzi.
Proces výroby kompozitnej protézy z uhlíkových vlákien Steptics je nasledovný:
(1) Najprv sa vytvorí veľká tvarovacia trubica pomocou navíjania vlákna, ako je znázornené nižšie, s uhlíkovým vláknom Toray T700 použitým na vlákna.
(2) Po vytvrdnutí a vytvarovaní rúrky sa rúrka rozreže na viacero segmentov (vľavo dole) a potom sa každý segment znova rozreže na polovicu (vpravo dole), aby sa získal polotovar.
(3) Pri dodatočnom spracovaní sa polotovary jednotlivo opracujú a do procesu sa zavedie technológia prispôsobenia s pomocou AI, aby sa vlastnosti, ako je geometria a tuhosť, prispôsobili jednotlivým osobám po amputácii.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (aj WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresa: NO.398 New Green Road Xinbang Town District Songjiang, Šanghaj
Čas odoslania: 24. júna 2024