За статистикою Всесвітньої організації охорони здоров'я, десятки мільйонів людей у всьому світі потребують протезування. Очікується, що до 2050 року це населення подвоїться. Залежно від країни та вікової групи, 70% тих, хто потребує протезування нижніх кінцівок. Наразі високоякісні армовані волокном композитні протези недоступні для більшості людей з ампутованими кінцівками через високу вартість, пов’язану зі складним процесом їх виготовлення вручну. Більшість протезів ніг із армованого вуглецевим волокном полімеру (CFRP) виготовляються вручну шляхом нанесення кількох шарівпрепрегу форму, потім затвердіння в резервуарі гарячого преса з подальшим обрізанням і фрезеруванням, дуже дорога ручна процедура.
Очікується, що з розвитком технологій впровадження автоматизованого виробничого обладнання для композитів значно знизить вартість. Технологія намотування волокон, ключовий процес виробництва композитів, змінює спосіб виробництва високоефективних композитних протезів, роблячи їх ефективнішими та економнішими.
Що таке технологія Fiber Wrap?
Намотування волокон — це процес, у якому безперервні волокна намотуються на обертову матрицю або оправку. Ці волокна можуть бутипрепрегипопередньо просоченийсмолаабо просоченісмолапід час процесу намотування. Волокна намотуються під певними шляхами та кутами, щоб відповідати умовам деформації та міцності, які вимагаються конструкцією. Зрештою, структура рани затвердіє, утворюючи легку та високоміцну композитну частину.
Застосування технології Fiber Wrap у протезному виробництві
(1) Ефективне виробництво: технологія намотування волокна реалізує автоматизацію та точний контроль, що робить виробництво протеза набагато швидшим. У порівнянні з традиційним ручним виробництвом, намотуванням волокна можна виготовити велику кількість високоякісних протезних деталей за короткий час.
(2) Зменшення витрат: технологія намотування волокна може значно знизити вартість виробництва протезів завдяки підвищенню ефективності виробництва та використання матеріалів. Повідомлялося, що впровадження цієї технології може знизити вартість протезів приблизно на 50%.
(3) Покращення продуктивності: технологія намотування волокон може точно контролювати вирівнювання та напрямок волокон для оптимізації механічних властивостей протеза. Протези кінцівок, виготовлені з композитів, армованих вуглецевим волокном (CFRP), не тільки легкі, але й надзвичайно міцні та довговічні.
(4) Сталість: ефективні виробничі процеси та використання матеріалів роблять технологію намотування волокна більш екологічною. Крім того, довговічність і легкість композитних протезів допомагають зменшити витрати ресурсів і енергії користувачем.
З постійним прогресом технології намотування волокна, його застосування у виробництві протезів є більш перспективним. У майбутньому ми можемо сподіватися на більш розумні системи виробництва, більш різноманітний вибір матеріалів і більш персоналізовані конструкції протезів. Технологія намотування волокна й надалі сприятиме розвитку індустрії виготовлення протезів і принесе користь мільйонам людей, які потребують протезів у всьому світі.
Прогрес закордонних досліджень
Steptics, провідна компанія з виробництва протезів, різко підвищила доступність протезування шляхом індустріалізації виробництва протезів з вуглепластику з можливістю виготовлення сотень деталей на день. Компанія використовує технологію намотування волокна, щоб не тільки підвищити продуктивність, але й зменшити витрати на виробництво, зробивши високоефективне протезування доступним для більшої кількості людей, які цього потребують.
Процес виготовлення карбонового композитного протеза Steptics виглядає наступним чином:
(1) Велика формувальна труба спочатку створюється за допомогою намотування волокна, як показано нижче, з використанням вуглецевого волокна Toray T700 для волокон.
(2) Після затвердіння та формування трубки трубку розрізають на кілька сегментів (внизу зліва), а потім кожен сегмент знову розрізають навпіл (внизу справа), щоб отримати напівфабрикат.
(3) Під час постобробки напівфабрикати обробляються окремо, а технологія налаштування за допомогою штучного інтелекту впроваджується в процес для налаштування таких властивостей, як геометрія та жорсткість, для окремого пацієнта з ампутацією.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (також WhatsApp)
Т:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Адреса: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Час публікації: 24 червня 2024 р