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Development of manufacturing method of orthosis using carbon fiber reinforced thermoplastic

碳纤维增强热塑性塑料矫形器制造方法的开发

基本信息

批准号：
21K11294
负责人：
早川康之
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hokkaido University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

This study の ultimate goal は, carbon 繊 d improved thermal plasticity プラスチック CFRTP を with いた fittings pillar のしを forming method established, the handicap of の body shape に close わせ, 軽で functionary な CFRTP system fitting を provide することにある. This study では, fittings に optimum した CFRTP pillar と fittings making のための secondary processing by forming machine を open 発し, small-scale な fittings production is を scenarios した be で験 environment, be use sex の review 価を line うことを purpose としている. For the year 2022, て, the following ににてててて goals are を to set て, study を to implement た. 1. In 2021, the development of the rod forming machine による and the secondary forming method of the CFRTP pillar <s:1> 検 were discussed. 2 Secondary forming た lower limb fixture pillar による "JIS T 9214 metal lower limb fixture foot 継 hand" <s:1> strength test test test implementation. 3 Lower limb fitting が forming でるサるサるサズズ <s:1> forming machine <e:1> large-scale と forming method <e:1> 検 certificate. In 2021, に implemented た research results を basis に, specific forming method of な fixture pillar plate にて検て検て検 discussed た. CFRTP fittings pillar の open 発では, CFRTP の laminated thick を 2 ㎜から pillar, fittings として use may な㎜ 5, and 6 ㎜に - more し, secondary forming のを confirm し strength, 2 thick ㎜とそん color のない results らがれた. When forming には thick みが raised したため, 従の way では plus 圧に pillar shape を maintain することが difficult となることが convicted ったため, シリコーン枠の shape improved line をい, trouble spots についてアプローチした. また, the event be の fittings foot 継 hand にり pay け, "JIS T 9214 metal with the lower limb fittings foot 継 hand" の static test を be し, very なが intensity られることを confirm した. One hand, foot 継への take り pay け method についての problem point が Ming らかとなったため, その solution についても検 card した. The development of forming machines でた, the production of lower limb fixtures が forming でるサるサズにズに machines を has become larger <e:1>, and the implementation of forming を has become more advanced た. Machine の open 発では, machine や lower limb モデルの damaged など, solve する problem point について confirm することができた.