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在康復(fù)工程(Engineering)領(lǐng)域中,假肢是發(fā)展最早、最迅速的,因?yàn)槿梭w運(yùn)動(dòng)器官的復(fù)雜性,所以適合人體運(yùn)動(dòng)假肢的機(jī)構(gòu)也很復(fù)雜,并且假肢的質(zhì)量將直接影響假肢病患運(yùn)動(dòng)所消耗(consume)的能量。碳纖維生產(chǎn)具有許多優(yōu)良性能,碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高,密度低、比性能高,無蠕變,非氧化環(huán)境下耐超高溫,耐疲勞性好,比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間,熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性,耐腐蝕性好,X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。為了有效的降低假肢的自重,密度(單位:g/cm3或kg/m3)低、強(qiáng)度高的
碳纖維復(fù)合材料(Material)被應(yīng)用到假肢制造中,使現(xiàn)代假肢更輕、功能完善。
碳(C)纖維所具有的優(yōu)勢(shì)(解釋:能壓倒對(duì)方的有利形勢(shì)):比強(qiáng)度(strength)、比模量高、抗疲勞性好、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、安全性好,除了這些主要特征,還有減震性好、耐腐化侵蝕
磨損、工藝性好等重要的優(yōu)異特性。
碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。
123456 碳(C)纖維在假肢領(lǐng)域的應(yīng)用:
1.假腳
主要是用來支撐(sustain)人體的重量,在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生推力。碳纖維配件一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳(C)纖維復(fù)合材料(Material)制作的假腳對(duì)于積蓄能量輸出比例高達(dá)九成以上,能讓使用者更省力。目前高端儲(chǔ)能假腳大部分采用碳纖維復(fù)合材料制作。
2.碳(C)纖維腳踝(ankle)
人體的腳踝和腳的連動(dòng)對(duì)于身體的平衡和支撐(sustain)有著關(guān)鍵(解釋:比喻事物的重要組成部分)的作用,碳(C)纖維制作的踝關(guān)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)人體跳躍功能,另外腳踝和小腿假肢的銜(xián)接部分也可用碳纖維實(shí)現(xiàn),制作出來的整體非常精美。
3.碳纖維膝關(guān)節(jié)
腿部受損除了腳部以外,膝蓋的損傷也生活中經(jīng)常見到。制作這個(gè)關(guān)鍵的材料有非常多種,鋼結(jié)構(gòu)的太重,鋁(Al)合金(alloy)的強(qiáng)度差、不耐用,鈦合金的價(jià)格過貴,碳纖維相對(duì)來說是性價(jià)比最高的材料。目前大部分膝關(guān)節(jié)假肢使用的是碳纖維框架結(jié)構(gòu),這類產(chǎn)品重量輕而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(解釋:穩(wěn)固安定;沒有變動(dòng)),使用的時(shí)候關(guān)節(jié)擺動(dòng)平滑省力。
內(nèi)容來自123456 4.殘肢鏈接腔
假肢和人體的鏈接傳遞(transmission)部分稱為接受腔,主要包裹殘肢和傳遞力量。這個(gè)部分承重要求高、且不能太重,碳纖維材料(Material)也可作為制作此部位的材料。包容殘肢的部分可用聚乙烯板,支撐(sustain)體可使用碳纖維制作框架結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)輕松支撐和傳遞力量。
在我國有數(shù)百萬人口需要安裝假肢,但是國內(nèi)大部分產(chǎn)品(Product)重量大、性能低。碳(C)纖維材料能夠讓假肢產(chǎn)品的性能大大提升,制作出強(qiáng)度高的碳纖維假肢還需要更多醫(yī)學(xué)人員和復(fù)合材料人的通力合作。
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