Kimyasal & Malzeme Mühendisliği
Işıklı Çerçeve Malzemelerinin Hareketliliği ve Bağımsızlıklarını Arttırması
Table of Contents
Modern Hareketli Yardımlarda Hafif Malzemelerin Eleştirel Rolü
Dünya çapında milyonlarca insan için, yardımsız özgürce hareket etme yeteneği doğrudan mobilite yardımı endüstrisini şekillendiriyor - daha güçlü, daha hafif ve daha fazla kullanıcı dostu olan cihazlara izin veriyor.Bu değişim, manevra kabiliyetine sahip, fiziksel bir yükseği artırmak ve taşımayı zorlayan önemli bir yüke sahiptir.
Temel ilke basittir: çerçevede kaydedilen her pound, ağırlık, sertlik, maliyet veya manufact, daha büyük aralık ve günlük aktivitelere daha spontan katılımı sağlar. Bugün, mühendisler ve tasarımcılar her biri farklı ticari-offları ağırlıkta, sertlik, maliyetle ve manufacturability.
Hafif Çerçeve Malzemeleri
Alüminyum Metaller
[FONT=0) Hareketli cihazlarda en yaygın kullanılan hafif malzeme kalır. Modern havacılık ve 7000- alaşımları, rakipleri çok daha az olan, yüksek çözünürlükte bir çelik elvestiğini alır.
Bununla birlikte, alüminyum, tekrarlayan yüksek performanslı yükler altında yorgunluk başarısızlık yaşayabilir, özellikle de bizdik eklemlerde. Gelişmiş ısı tedavisi ve ancak düşük boyutlu bölümlerdeki (içindeki duvarlar) büyük ölçüde bu, alüminyumun günlük hareketlilik yardımı için pragmatik seçimi yapması gerekir.
Karbon Fiber Kompozitler
[FONT:0)Carbon fiber[DÜDÜT:1], hafif performans pinnacle'ı temsil eder, yaklaşık üçte biri fiber eğimli alüminyumun fiber yönelimle uyarlanabilir. Yüksek uçlu spor tekerlekli koltuklarda, yarış el döngüsü, karbon fiber çerçeveleri, tek bir el ile kolayca taşıyabilir.
Kiloların ötesinde, karbon fiber dempens titreşim, bir cihazın fiyatıyla aktarılan genel şoku azaltır. Bu, özellikle de omur kablo yaralanması veya artritli bireyler için değerlidir. aşağılık maliyet: karbon fiber üretim, iş yoğundur, otoklavuzu ve el dikme gerektiren, bir cihazın fiyatını da katletebilir.
Magnezyum Alloyss Magnezyum
[FONT:0]Magnesium[[Dönetici:0) Mevcut en hafif yapısal metaldir, yaklaşık% 30 daha hafif alüminyum kaplamalar ve yüksek çözünürlükte, ancak modern ölüler ve alaşımlar, alüminyum, çinko ve nadir-düşük elementler (örneğin AZ91 ve WE43 serisi) yüksek çözünürlükte bulunan alüminyum yüzeyler için uygun malzemelere sahiptir.
Uygulamada, magnezyum çoğu zaman premium katarakt tekerlekli sandalyelerde ve çatışan çerçevelerde kullanılır, çünkü magnezyum ince dekore edilmiş, karmaşık şekillere, tasarımcılar parça sayılabilir ve ağır bağlantılarını ortadan kaldırır. Malzeme kaynak veya döküm sırasında dikkatli bir atmosfer kontrolü gerektirir - yüksek toz formunda ısıtılabilirlik meydan okuması - tekstil kısıtlamaları yaygın olarak kabul edilebilir.
Gelişmiş Kompozitler ve Hibrit Malzemeler
[FONT:0]Hybrid kompozitler[[Dönetici:0) Kevlar, camlar veya hatta belirli performans özelliklerine ulaşmak için ince metal eklemeler. Örneğin, tekerlekli sandalyeler alüminyum damlalıkları ile karbon fiber ana tüpü kullanabilir, diğer ortaya çıkan kategoriye göre ise, daha düşük maliyetli olan sentetik fiberler için son derece yüksek çözünürlükte.
Karbon fiber-reinforced naylon gibi termoplastik kompozitler de 3D baskılı özel bileşenler için zemin kazanıyor. Bu malzemeler hızlı prototipleme ve hafif, kişiselleştirilmiş parçalar - yardımcı ekipman için alışılmadık boyutlara veya özel montaj noktalarına ihtiyaç duyan kullanıcılar için talep edilen hızlı üretime izin veriyor.
Gerçek Dünyadaki Hafif Malzemelerin Faydaları
Geliştirilmiş Maneuverability ve Control
Her ölçüm çerçeve ağırlığı, yaşlı bir kullanıcının bir eğimli bir halı veya yürüyüş özelliklerine sahip olup olmadığını belirlemek için daha fazla güç gerektirir. 35-pound alüminyum sandalyesi, 25-pound sandalyesinden hareket etmeye daha fazla güç gerektirir - yaşlı bir kullanıcının yardım almadan odadan hareket edebilecek bir fark eder.
Az önce Fatigue ve Ortak Koruma
Günde defalarca ağır bir tekerlekli sandalyeyi kaldıran omuzlarda, bileğin ve dirseğin üzerinde topluca stres uygular:0)Dergi Araştırması [Dönder T:1), çelikten karbon fiber çerçevelerine kadar uzanan tekerlekli sandalyelerin günlük görevleri sırasında algılanan% 20-30 azaltımı yaptığını göstermiştir.
Gerçek Portability ve Bağımsızlık
Bir araçta bağımsız olarak bir mobilite cihazı bir araçta yükleme yeteneği, bir sandalyenin genellikle küçük silüetlere kadar çöken ultra hafif karbon fiber tekerlekli sandalyelerden biri, yaşlı yetişkinlerin halka açık ulaşımını, ziyaret arkadaşlarını ve alışverişini unassisted şekilde kullanmasına olanak sağlar.
İyileştirilmiş Psikolojik Well-Being
Hareketlilikte doğrudan kendi saygınlığı ve sosyal katılımı ile ilişkilendirilir. Hafif cihazlar kullanıcıları evden ayrılmak için daha fazla istekli rapor eder, rekreasyon faaliyetlerine katılır ve seyahat eder. sleek, modern karbon fiber veya parlak renkli alüminyum çerçeve ile ilişkilendirilir - aynı zamanda bir yığın, kurumsal çelik modeli - aynı zamanda bir faydaya katkıda bulunur. Bir hareketlilik yardımı kullanıcının yükten ziyade bir yükyü, engelliliğin tüm deneyimini güçlüğe doğru değiştirir.
Uygulama Across Mobility Aids
Manual Tekerlekli sandalyeleri
Manuel tekerlekli sandalye pazarı ultra ışık malzemeleri tarafından dönüştürüldü. sporcular için aktif olarak sandalyeler ve günlük kullanıcılar neredeyse sadece 7000-d3 veya karbon fiberden inşa edilmiştir. Tasarımlar ayarlanabilir merkez-of-gravity, katlamalar ve hızlı-dönüşücü tekerlekler - tüm gelişmiş alaşımların ağırlığı ile mümkün oldu. Örneğin, ZRATiLite ZRA) ve 15 poundlukta ağırlıkta 15 kilo vermeleri gerekir.
Rollators ve Walking Frames
Geleneksel çelik yürüyüşçüler, bir arabaya asansör veya engellerin üzerine asansör yapmak için 10-15 pound ağırlığında olabilir. Hafif alüminyum rulolar şimdi 300-pound yüklerini desteklerken, karbon fiber yürüyüşleri ve kriutches benzer ağırlık azaltımı sunar, kullanıcıların yürüyüşe ek almadan dengeyi sürdürmelerine yardımcı olur.
Havaalanları ve Güç Sandalyeleri
Güçlendirici mobilite cihazları ağır bataryalara güveniyor olsa da, çerçeve materyali genel olarak ağırlıkları önemli ölçüde etkiler. Birçok modern yolcusu hava seyahati için yeterince parçaya veya parçaya monte edilen alüminyum veya magnezyum çerçevelerini kullanır.TheurFLT:0)Foldawheel DW-180), 35 kilo almak için bir magnezyum alaşım çerçevesi kullanır (toplama bataryaları dahil) - hava yolculuğu için yeterince hafife alınır.
Prosthetics ve Orthotics
Karbon fiber, daha düşük prostez devrime sahiptir.Demek için karbon fiber "blade" ayakların enerjik özellikleri, yürüme, koşmaya ve her adımda buharlaşmanın eksikliğini azaltır.
Exoskeletonlar ve Giyilebilir Yardımcı Cihazları
Gereçli rehabilitasyon ve endüstriyel destek için güçlü iskeletlerin ortaya çıkmasıyla, ağırlık azaltması kritiktir. Ağır bir exoskeleton aslında şarj cihazına ihtiyaç duyan üreticiler için gerekli olan minimum ücrete sahipken, ekso Biyoneller) ve [[Dörtücüler )
Yaşam Kalitesine Etkisi: Gerçek Hikayeler ve Veriler
Hafif çerçevelerin fiziksel yararları iyi belgelenmiş, ancak psikososyal kazanımlar eşit derecede derindir. 200 manuel tekerlekli sandalye kullanıcısının ziyaret ettikleri veya standart bir çelik sandalyeden gelenlerin ultralight sandalyesine geçiş yapmasının günlük olarak% 47 artış yaşadığını buldular. Kullanıcılar, daha spontanelik ifade etti - olaylara davetleri kabul etmek, parkları ziyaret etmek veya planlamadan önce errands koşmak daha muhtemelydi.
Sık sık göz ardı edilen bir avantaj, bakıcı yardımı için azaltılan ihtiyaçtır. Çünkü sadece yaşayan kişiler için, kendi hareketliliği cihazlarını kaldırma ve saklama yeteneği, bağımsız bir ev tutabilmeleri anlamına gelir. Hafif çerçeveler ayrıca seyahat veya ekipman olmadan yardım etmek için aile üyeleri için daha kolay hale getirir.
Konut bakım ortamlarında, hafif rulolar ve ulaşım sandalyeleri hemşirelik personeli üzerinde fiziksel suskunluğu azaltır, iş yaralanma riskini azaltır. Bu, herkesin dahil olduğu daha güvenli, daha verimli bir bakım seti oluşturur.
Future Developments: Horizon'da Malzemeler
Graphene-Enhanced Composites
Graphene, tek bir atomik karbon tabakası, uzay uygulamaları için karmaşık karbon bileşiklerinin iki katına çıkarılmasına ilişkin teorik potansiyele sahiptir, ancak grafikte araştırmacılar yorgunluk ve yüksek çözünürlükte riskin artırılmasına yardımcı olur.).
Metal ve Polimer Üretimi
3D baskı, başka yerlerde malzeme çıkarmak için gerekli olan gücü optimize eden lattice yapıların yaratılmasına olanak sağlar. Şirketler [FONTD:0)HP) ve antropFLT:2)EOS) zaten, döküm veya makineye sahip titanyum ve alüminyum çerçeveler baskılıdır.Bu yaklaşım, her kullanıcının antropometrisine mükemmel bir şekilde izin verirken, her kullanıcının antropometrisine izin verebilir.
Kendini kınayan ve Akıllı Malzeme
Kompozit matriks içinde şifa ajanlarının mikrokapıları otomatik olarak küçük çatlakları icat etmeden önce tamir edebilir - pahalı karbon fiber çerçevelerinin güvenli ömrünü uzatın. Benzer şekilde, kullanıcı gücüne yanıt veren akıllı malzemeler, itki döngüsündeki farklı aşamalarında dinamik yardım verebilir.
Bio-Based Composites
Sürdürülebilirlik endişeleri, flax, hemp veya bambu kullanarak doğal fiber kompozitlere araştırma yapıyor.Bu malzemeler henüz karbon fiber'in çekme gücü ile karşı çıkamıyor olsa da, yürüyüş çubuğu ve katlama gibi düşük yük uygulamaları için iyi bir şekilde uygun durumdalar.Aktif çerçeveler, mobilite yardımlarının çevresel etkisini azaltabilir, bu da kullanıcıların yükseltme veya değiştirme koşulları yükseltdiğinde sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık kaybolur.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Hafif çerçeve malzemeleri, dünya üzerinde kolay bir şekilde hareket edebilecek bir özellik olmanın ötesine geçti. Bir sonraki hareketlilik yardımı ile ilgili olarak, alüminyum rollatörlerin günlük pratikliğinden, yüksek performanslı karbon fiber spor sandalyelerine kadar, malzeme seçimi doğrudan, bir kullanıcının dünyayı nasıl kolayca dolaşabileceğini etkiler.Bir sonraki hareketlilik yardımı daha az çaba gerektirdiği gibi, daha hafif, daha güçlü ve daha duyarlı olacaktır.
Mevcut araştırma hakkında daha fazla bilgi için, 3704'te magnezyum alaşımları hakkında bilgi sahibi olun.[Döneticileri ve omuzu yok etmek için] ) ve [[FONTD:2|Carbon Fiber ABD kaynağı tıbbi uygulamalar üzerinde [Döneticileri için))