Development of manufacturing method of orthosis using carbon fiber reinforced thermoplastic

本研究の最終目標は、炭素繊維強化熱可塑性プラスチックCFRTPを用いた装具支柱の成形方法を確立し、障害者の身体形状に合わせ、軽量で機能的なCFRTP製装具を提供することにある。本研究では、装具に適したCFRTP製支柱と装具製作のための二次加工用成形機器を開発し、小規模な装具製作所を想定した実験環境下で、実用性の評価を行うことを目的としている。2022年度は、以下について目標を立て、研究を実施した。１．2021年度開発の成形機器による、CFRTP支柱の二次成形方法の検討。２．二次成形した下肢装具支柱による「JIS T 9214 金属製下肢装具用足継手」の強度試験の実施。３．下肢装具が成形できるサイズの成形機器の大型化と、成形方法の検証。2021年度に実施した研究成果を基に、具体的な装具支柱の成形方法について検討した。CFRTP装具支柱の開発では、CFRTPの積層厚を2㎜から、装具支柱として使用可能な5㎜、6㎜に変更し、二次成形時の強度を確認し、2㎜厚とそん色のない結果が得られた。成形時には厚みが増したため、従来の方法では加圧時に支柱形状を維持することが困難となることが判ったため、シリコーン枠型の形状改良を行い、問題点についてアプローチした。また、実際の装具足継手に取り付け、「JIS T 9214 金属製下肢装具用足継手」の静的試験を実施し、十分な強度が得られることを確認した。一方、足継手への取り付け方法についての問題点が明らかとなったため、その解決方法についても検証した。成形機器の開発では、下肢装具が成形できるサイズに機器を大型化し、成形を実施した。機器の開発では、機器や下肢モデルの破損など、解決する問題点について確認することができた。

本研究の最終目標は、炭素繊維強化熱可塑性プラスチックCFRTPを用いた装具支柱の成形方法を確立し、障害者の身体形状に合わせ、軽量で機能的なCFRTP製装具を提供することにある。本研究では、装具に適したCFRTP製支柱と装具製作のための二次加工用成形機器を開発し、小規模な装具製作所を想定した実験環境下で、実用性の評価を行うことを目的としている。2022年度は、以下について目標を立て、研究を実施した。１．2021年度開発の成形機器による、CFRTP支柱の二次成形方法の検討。２．二次成形した下肢装具支柱による「JIS T 9214 金属製下肢装具用足継手」の強度試験の実施。３．下肢装具が成形できるサイズの成形機器の大型化と、成形方法の検証。2021年度に実施した研究成果を基に、具体的な装具支柱の成形方法について検討した。CFRTP装具支柱の開発では、CFRTPの積層厚を2㎜から、装具支柱として使用可能な5㎜、6㎜に変更し、二次成形時の強度を確認し、2㎜厚とそん色のない結果が得られた。成形時には厚みが増したため、従来の方法では加圧時に支柱形状を維持することが困難となることが判ったため、シリコーン枠型の形状改良を行い、問題点についてアプローチした。また、実際の装具足継手に取り付け、「JIS T 9214 金属製下肢装具用足継手」の静的試験を実施し、十分な強度が得られることを確認した。一方、足継手への取り付け方法についての問題点が明らかとなったため、その解決方法についても検証した。成形機器の開発では、下肢装具が成形できるサイズに機器を大型化し、成形を実施した。機器の開発では、機器や下肢モデルの破損など、解決する問題点について確認することができた。