根據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球有上千萬(wàn)人需要假肢。預(yù)計(jì)到2050年，這一人口將翻一番。根據(jù)國(guó)家和年齡組的不同，70%需要假肢的人涉及下肢。目前，大多數(shù)下肢截肢患者無(wú)法獲得高質(zhì)量的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料假肢，因?yàn)槠鋸?fù)雜的手工制造過(guò)程導(dǎo)致成本高昂。大多數(shù)碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）足部假肢是通過(guò)手工將多層預(yù)浸料層疊到模具中，然后在熱壓罐中固化，再進(jìn)行修剪和銑削制成的，手工程序非常昂貴。
隨著科技的發(fā)展，復(fù)合材料自動(dòng)化制造設(shè)備的引入有望大幅降低成本。纖維纏繞技術(shù)作為一種關(guān)鍵的復(fù)合材料制造工藝，正在改變高性能復(fù)合材料假肢的生產(chǎn)方式，使其更加高效和經(jīng)濟(jì)。
什么是纖維纏繞技術(shù)？
纖維纏繞是一種將連續(xù)纖維纏繞在旋轉(zhuǎn)的模具或心軸上的工藝。這些纖維可以是預(yù)先浸漬了樹(shù)脂的預(yù)浸料，也可以在纏繞過(guò)程中通過(guò)樹(shù)脂進(jìn)行浸漬。纖維按照特定的路徑和角度纏繞，以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的變形及強(qiáng)度條件。最終，纏繞好的結(jié)構(gòu)在固化后形成輕質(zhì)且高強(qiáng)度的復(fù)合材料部件。
纖維纏繞技術(shù)在假肢制造中的應(yīng)用
（1）高效生產(chǎn)：纖維纏繞技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和精確控制，使得假肢的生產(chǎn)速度大大提高。與傳統(tǒng)手工制作相比，纖維纏繞可以在短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出大量高質(zhì)量的假肢部件。
（2）降低成本：由于生產(chǎn)效率的提升和材料利用率的提高，纖維纏繞技術(shù)可以顯著降低假肢的制造成本。據(jù)報(bào)道，采用這種技術(shù)可以使假肢的成本降低約50%。
（3）提升性能：纖維纏繞技術(shù)能夠精確控制纖維的排列和方向，從而優(yōu)化假肢的力學(xué)性能。采用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）的假肢不僅輕便，而且具有極高的強(qiáng)度和耐用性。
（4）可持續(xù)性：高效的生產(chǎn)過(guò)程和材料利用率使纖維纏繞技術(shù)更具環(huán)保優(yōu)勢(shì)。此外，復(fù)合材料假肢的耐用性和輕量化特性有助于減少資源浪費(fèi)和使用者的能量消耗。
隨著纖維纏繞技術(shù)的不斷進(jìn)步，其在假肢制造中的應(yīng)用前景更加廣闊。未來(lái)，可以期待更加智能化的生產(chǎn)系統(tǒng)，更加多樣化的材料選擇，以及更加個(gè)性化的假肢設(shè)計(jì)。纖維纏繞技術(shù)將繼續(xù)推動(dòng)假肢制造行業(yè)的發(fā)展，為全球數(shù)百萬(wàn)需要假肢的人們帶來(lái)福音。
碳纖維復(fù)合材料：骨科假肢的理想材料
在過(guò)去的5至10年中，在假體生產(chǎn)中使用碳纖維復(fù)合材料和輕金屬合金是技術(shù)上的最大飛躍。現(xiàn)代假肢設(shè)備可幫助成千上萬(wàn)的人至少部分補(bǔ)償其缺失的肢體并過(guò)上高質(zhì)量的生活。一些用戶(hù)從事體育活動(dòng)，甚至打破記錄。在選擇用于制造義肢的材料時(shí)，碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料因其眾多因素而脫穎而出，包括抗張強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，模量，抗沖擊性，耐疲勞性，比重，易于制造等，衛(wèi)生和美學(xué)因素。得益于碳復(fù)合材料假肢，全世界成千上萬(wàn)的人生活得更好，更充實(shí)。
國(guó)外研究進(jìn)展
Steptics是一家領(lǐng)先的假肢制造公司，通過(guò)工業(yè)化生產(chǎn)CFRP假肢，每天能夠生產(chǎn)數(shù)百個(gè)部件，極大地提升了假肢的可及性。該公司利用纖維纏繞技術(shù)，不僅提高了生產(chǎn)效率，還降低了制造成本，使更多有需要的人能夠負(fù)擔(dān)得起高性能的假肢。
Steptics的碳纖維復(fù)合材料假肢制作工藝如下：
（1）首先使用纖維纏繞來(lái)制造一個(gè)大的成形管，如下圖所示，纖維采用的東麗的T700型碳纖維。
（2）將管固化成型之后的管件切成多段（左下），然后將每一段再切成兩半（右下），得到半成品零件。
（3）后期加工，對(duì)半成品零件進(jìn)行單獨(dú)加工，在這個(gè)過(guò)程中，還引入了AI輔助定制技術(shù)，以根據(jù)截肢者的個(gè)人情況調(diào)整幾何形狀和剛度等性能。
小科普：如何選不同材料制成的的假肢
1、功能需求：首先確定使用假肢的具體功能需求，例如支撐重量、運(yùn)動(dòng)靈活度、耐磨性等。根據(jù)需求選擇材料，如碳纖維、聚乙烯、鋯合金等。
2、輕量化：假肢需要輕量化以提供更好的舒適感和靈活度。選擇輕質(zhì)材料，如碳纖維、聚合物材料等。
3、強(qiáng)度和耐久性：假肢需要具備足夠的強(qiáng)度和耐久性，能夠承受日常使用以及特殊運(yùn)動(dòng)或活動(dòng)帶來(lái)的負(fù)荷。選擇強(qiáng)度高的材料，如鈦合金、鋯合金等。
4、人體相容性：選擇對(duì)人體相容性好的材料，避免引起過(guò)敏或不適癥狀。醫(yī)用級(jí)的聚合物材料通常較為理想。
5、制造成本和可行性：考慮選擇材料的制造成本和可行性，包括材料成本、加工工藝和現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備等方面。在可行范圍內(nèi)選擇質(zhì)量和成本平衡的材料。
綜合以上因素，需向?qū)I(yè)醫(yī)療設(shè)備制造商、工程師或康復(fù)專(zhuān)家尋求建議，并根據(jù)個(gè)人需求和醫(yī)生建議進(jìn)行選擇。
文章來(lái)源： 英特力新材料，每日產(chǎn)經(jīng)事，復(fù)合材料力學(xué)
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隨著科技的發(fā)展，復(fù)合材料自動(dòng)化制造設(shè)備的引入有望大幅降低成本。纖維纏繞技術(shù)作為一種關(guān)鍵的復(fù)合材料制造工藝，正在改變高性能復(fù)合材料假肢的生產(chǎn)方式，使其更加高效和經(jīng)濟(jì)。
什么是纖維纏繞技術(shù)？
纖維纏繞是一種將連續(xù)纖維纏繞在旋轉(zhuǎn)的模具或心軸上的工藝。這些纖維可以是預(yù)先浸漬了樹(shù)脂的預(yù)浸料，也可以在纏繞過(guò)程中通過(guò)樹(shù)脂進(jìn)行浸漬。纖維按照特定的路徑和角度纏繞，以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的變形及強(qiáng)度條件。最終，纏繞好的結(jié)構(gòu)在固化后形成輕質(zhì)且高強(qiáng)度的復(fù)合材料部件。
纖維纏繞技術(shù)在假肢制造中的應(yīng)用
（1）高效生產(chǎn)：纖維纏繞技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和精確控制，使得假肢的生產(chǎn)速度大大提高。與傳統(tǒng)手工制作相比，纖維纏繞可以在短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出大量高質(zhì)量的假肢部件。
（2）降低成本：由于生產(chǎn)效率的提升和材料利用率的提高，纖維纏繞技術(shù)可以顯著降低假肢的制造成本。據(jù)報(bào)道，采用這種技術(shù)可以使假肢的成本降低約50%。
（3）提升性能：纖維纏繞技術(shù)能夠精確控制纖維的排列和方向，從而優(yōu)化假肢的力學(xué)性能。采用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）的假肢不僅輕便，而且具有極高的強(qiáng)度和耐用性。
（4）可持續(xù)性：高效的生產(chǎn)過(guò)程和材料利用率使纖維纏繞技術(shù)更具環(huán)保優(yōu)勢(shì)。此外，復(fù)合材料假肢的耐用性和輕量化特性有助于減少資源浪費(fèi)和使用者的能量消耗。
隨著纖維纏繞技術(shù)的不斷進(jìn)步，其在假肢制造中的應(yīng)用前景更加廣闊。未來(lái)，可以期待更加智能化的生產(chǎn)系統(tǒng)，更加多樣化的材料選擇，以及更加個(gè)性化的假肢設(shè)計(jì)。纖維纏繞技術(shù)將繼續(xù)推動(dòng)假肢制造行業(yè)的發(fā)展，為全球數(shù)百萬(wàn)需要假肢的人們帶來(lái)福音。
碳纖維復(fù)合材料：骨科假肢的理想材料
在過(guò)去的5至10年中，在假體生產(chǎn)中使用碳纖維復(fù)合材料和輕金屬合金是技術(shù)上的最大飛躍。現(xiàn)代假肢設(shè)備可幫助成千上萬(wàn)的人至少部分補(bǔ)償其缺失的肢體并過(guò)上高質(zhì)量的生活。一些用戶(hù)從事體育活動(dòng)，甚至打破記錄。在選擇用于制造義肢的材料時(shí)，碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料因其眾多因素而脫穎而出，包括抗張強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，模量，抗沖擊性，耐疲勞性，比重，易于制造等，衛(wèi)生和美學(xué)因素。得益于碳復(fù)合材料假肢，全世界成千上萬(wàn)的人生活得更好，更充實(shí)。
國(guó)外研究進(jìn)展
Steptics是一家領(lǐng)先的假肢制造公司，通過(guò)工業(yè)化生產(chǎn)CFRP假肢，每天能夠生產(chǎn)數(shù)百個(gè)部件，極大地提升了假肢的可及性。該公司利用纖維纏繞技術(shù)，不僅提高了生產(chǎn)效率，還降低了制造成本，使更多有需要的人能夠負(fù)擔(dān)得起高性能的假肢。
Steptics的碳纖維復(fù)合材料假肢制作工藝如下：
（1）首先使用纖維纏繞來(lái)制造一個(gè)大的成形管，如下圖所示，纖維采用的東麗的T700型碳纖維。
（2）將管固化成型之后的管件切成多段（左下），然后將每一段再切成兩半（右下），得到半成品零件。
（3）后期加工，對(duì)半成品零件進(jìn)行單獨(dú)加工，在這個(gè)過(guò)程中，還引入了AI輔助定制技術(shù)，以根據(jù)截肢者的個(gè)人情況調(diào)整幾何形狀和剛度等性能。
小科普：如何選不同材料制成的的假肢
1、功能需求：首先確定使用假肢的具體功能需求，例如支撐重量、運(yùn)動(dòng)靈活度、耐磨性等。根據(jù)需求選擇材料，如碳纖維、聚乙烯、鋯合金等。
2、輕量化：假肢需要輕量化以提供更好的舒適感和靈活度。選擇輕質(zhì)材料，如碳纖維、聚合物材料等。
3、強(qiáng)度和耐久性：假肢需要具備足夠的強(qiáng)度和耐久性，能夠承受日常使用以及特殊運(yùn)動(dòng)或活動(dòng)帶來(lái)的負(fù)荷。選擇強(qiáng)度高的材料，如鈦合金、鋯合金等。
4、人體相容性：選擇對(duì)人體相容性好的材料，避免引起過(guò)敏或不適癥狀。醫(yī)用級(jí)的聚合物材料通常較為理想。
5、制造成本和可行性：考慮選擇材料的制造成本和可行性，包括材料成本、加工工藝和現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備等方面。在可行范圍內(nèi)選擇質(zhì)量和成本平衡的材料。
綜合以上因素，需向?qū)I(yè)醫(yī)療設(shè)備制造商、工程師或康復(fù)專(zhuān)家尋求建議，并根據(jù)個(gè)人需求和醫(yī)生建議進(jìn)行選擇。
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