【复材资讯】复合材料缠绕技术：开启高性能假肢制造新纪元

　　根据世界卫生组织统计数据，全球有上千万人需要假肢。预计到2050年，这一人口将翻一番。依照国家和年龄组的不同，70%需要假肢的人涉及下肢。目前，大多数下肢截肢患者没有办法获得高质量的纤维增强复合材料假肢，因为其复杂的手工制作的完整过程导致成本高昂。大多数碳纤维增强聚合物（CFRP）足部假肢是通过手工将多层预浸料层叠到模具中，然后在热压罐中固化，再进行修剪和铣削制成的，手工程序非常昂贵。

　　随着科技的发展，复合材料自动化制造设备的引入有望大幅度降低成本。纤维缠绕技术作为一种关键的复合材料制造工艺，正在改变高性能复合材料假肢的生产方式，使其更加高效和经济。

　　纤维缠绕是一种将连续纤维缠绕在旋转的模具或心轴上的工艺。这些纤维可以是预先浸渍了树脂的预浸料，也可以在缠绕过程中通过树脂进行浸渍。纤维按照特定的路径和角度缠绕，以满足设计要求的变形及强度条件。最终，缠绕好的结构在固化后形成轻质且高强度的复合材料部件。

　　（1）高效生产：纤维缠绕技术实现了自动化和精确控制，使得假肢的生产速度大大提高。与传统手工制作相比，纤维缠绕可以在短时间内生产出大量高质量的假肢部件。

　　（2）减少相关成本：由于生产效率的提升和材料利用率的提高，纤维缠绕技术可以显著降低假肢的制造成本。据报道，采用这种技术能使假肢的成本降低约50%。

　　（3）提升性能：纤维缠绕技术能够精确控制纤维的排列和方向，从而优化假肢的力学性能。采用碳纤维增强复合材料（CFRP）的假肢不仅轻便，而且具有极高的强度和耐用性。

　　（4）可持续性：高效的生产的全部过程和材料利用率使纤维缠绕技术更具环保优势。此外，复合材料假肢的耐用性和轻量化特性有助于减少资源浪费和使用者的能量消耗。

　　随着纤维缠绕技术的慢慢的提升，其在假肢制造中的应用前景更加广阔。未来，可以期待更加智能化的生产系统，更加多样化的材料选择，以及更加个性化的假肢设计。纤维缠绕技术将继续推动假肢制造业的发展，为全球数百万需要假肢的人类带来福音。

　　Steptics是一家领先的假肢制造公司，通过工业化生产CFRP假肢，每天能够生产数百个部件，极大地提升了假肢的可及性。该公司利用纤维缠绕技术，不仅提高了生产效率，还降低了制造成本，使更多有需要的人能够负担得起高性能的假肢。

　　（1）首先使用纤维缠绕来制造一个大的成形管，如下图所示，纤维采用的东丽的T700型碳纤维。

　　（2）将管固化成型之后的管件切成多段（左下），然后将每一段再切成两半（右下），得到半成品零件。

　　（3）后期加工，对半成品零件进行单独加工，在这样的一个过程中，还引入了AI辅助定制技术，以根据截肢者的个人情况调整几何形状和刚度等性能。