Enligt Världshälsoorganisationens statistik behöver tiotals miljoner människor runt om i världen proteser. Denna befolkning förväntas fördubblas till 2050. Beroende på land och åldersgrupp involverar 70 % av de som behöver proteser de nedre extremiteterna. För närvarande är högkvalitativa fiberförstärkta kompositproteser otillgängliga för de flesta amputerade under extremiteterna på grund av den höga kostnaden förknippad med deras komplexa, handgjorda tillverkningsprocess. De flesta fotproteser av kolfiberförstärkt polymer (CFRP) tillverkas för hand genom att lägga flera lager avprepregi en form, sedan härdning i en varmpresstank, följt av trimning och fräsning, en mycket dyr manuell procedur.
Med teknikens framsteg förväntas införandet av automatiserad tillverkningsutrustning för kompositer att minska kostnaderna avsevärt. Fiberlindningsteknik, en viktig komposittillverkningsprocess, förändrar sättet att tillverka högpresterande kompositproteser, vilket gör dem mer effektiva och ekonomiska.
Vad är Fiber Wrap Technology?
Fiberlindning är en process där kontinuerliga fibrer lindas på en roterande form eller dorn. Dessa fibrer kan varaprepregsförimpregnerad medhartseller impregnerad avhartsunder lindningsprocessen. Fibrerna är lindade i specifika banor och vinklar för att möta de deformations- och hållfasthetsförhållanden som krävs av konstruktionen. I slutändan härdas sårstrukturen för att bilda en lätt och höghållfast kompositdel.
Tillämpning av fiberomslagsteknik vid protestillverkning
(1) Effektiv produktion: Fiberlindningsteknik realiserar automatisering och exakt kontroll, vilket gör produktionen av proteser mycket snabbare. Jämfört med traditionell manuell produktion kan fiberlindning producera ett stort antal högkvalitativa protesdelar på kort tid.
(2) Kostnadsminskning: Fiberlindningsteknik kan avsevärt minska tillverkningskostnaden för proteser på grund av förbättringen av produktionseffektiviteten och materialutnyttjandet. Det har rapporterats att antagandet av denna teknik kan minska kostnaderna för proteser med cirka 50 %.
(3) Förbättring av prestanda: Fiberlindningsteknik kan exakt kontrollera inriktningen och riktningen av fibrerna för att optimera de mekaniska egenskaperna hos protesen. Lemmproteser gjorda av kolfiberförstärkta kompositer (CFRP) är inte bara lätta, utan har också extremt hög styrka och hållbarhet.
(4) Hållbarhet: Effektiva produktionsprocesser och materialutnyttjande gör fiberlindningstekniken mer miljövänlig. Dessutom hjälper kompositprotesernas hållbarhet och lätta natur att minska resursslöseri och energiförbrukning för användaren.
Med den kontinuerliga utvecklingen av fiberlindningsteknik är dess tillämpning inom protestillverkning mer lovande. I framtiden kan vi se fram emot smartare produktionssystem, mer diversifierade materialval och mer personliga protesdesigner. Fiberlindningsteknik kommer att fortsätta att främja utvecklingen av protestillverkningsindustrin och ge fördelar för miljontals människor i behov av proteser runt om i världen.
Utomeuropeiska forskningsframsteg
Steptics, ett ledande protestillverkningsföretag, har dramatiskt ökat tillgängligheten för proteser genom att industrialisera produktionen av CFRP-proteser med förmågan att producera hundratals delar per dag. Företaget använder fiberlindningsteknik för att inte bara öka produktiviteten, utan också minska tillverkningskostnaderna, vilket gör högpresterande proteser överkomliga för fler behövande.
Processen för att tillverka Steptics kolfiberkompositprotes är som följer:
(1) Ett stort formningsrör skapas först med fiberlindning, som visas nedan, med Torays T700 kolfiber som används för fibrerna.
(2) Efter att röret har härdat och format, skärs röret i flera segment (nedre till vänster), och sedan skärs varje segment på mitten igen (nedre till höger) för att erhålla en halvfärdig del.
(3) Vid efterbearbetning bearbetas de halvfärdiga delarna individuellt, och AI-assisterad anpassningsteknik introduceras i processen för att anpassa egenskaper som geometri och styvhet till den individuella amputerade.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (även WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adress: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Posttid: 2024-jun-24