Πώς η Ηλεκτρική Καρότσα με Τροχούς Αλουμινίου Μειώνει το Βάρος Χωρίς Να Θυσιάσει την Αντοχή

Όταν πρόκειται για χρήστες ηλεκτρικών αναπηρικών καρεκλών, κάθε κιλό έχει σημασία. Μια βαριά καρέκλα δεν μπορεί να μεταφερθεί, να αποθηκευτεί ή να ελεγχθεί εύκολα. Ωστόσο, το βάρος πρέπει να μειωθεί χωρίς να θιγεί η ασφάλεια ή η αντοχή — ένα πλαίσιο που παραμορφώνεται ή ραγίζει υπό το βάρος είναι αχρήστευτο. Η ηλεκτρική αναπηρική καρέκλα από αλουμίνιο επιλύει αυτήν τη δίλημμα. Στην Ningbo Baichen Medical Devices Co., Ltd., έχουμε παράγει χιλιάδες ηλεκτρικές αναπηρικές καρέκλες από αλουμίνιο με τη χρήση υψηλής τεχνολογίας μηχανικής. Παρακάτω αναφέρονται τέσσερις μέθοδοι με τις οποίες το αλουμίνιο μειώνει το βάρος, χωρίς ωστόσο να θίγεται η αντοχή.

Αλούμινο υψηλής αντοχής (όχι καθαρό αλουμίνιο)

Η γενική παρανόηση σχετικά με το αλουμίνιο είναι ότι πρόκειται για ένα ασθενές υλικό. Στην πραγματικότητα, οι κράματα αλουμινίου βιομηχανικής και αεροδιαστημικής χρήσης είναι εξαιρετικά ανθεκτικά όσον αφορά τον λόγο αντοχής προς βάρος. Το αλουμίνιο είναι μαλακό, αλλά όταν συνδυάζεται με μαγνήσιο, πυρίτιο ή ψευδάργυρο, δημιουργεί υλικά που είναι ανταγωνιστικά σε σχέση με το χάλυβα όσον αφορά την ειδική αντοχή.

Οι ηλεκτροκίνητες οδηγούμενες από μπαταρία καρέκλες με τροχούς που κατασκευάζουμε από αλουμίνιο είναι κατασκευασμένες από κράμα υπό θερμική κατεργασία, με όριο διαρροής περίπου 240–260 MPa — δηλαδή περίπου 60–70 % του ορίου διαρροής του ανθρακούχου χάλυβα, αλλά με πυκνότητα μόνο το ένα τρίτο. Αυτό σημαίνει ότι ένα πλαίσιο αλουμινίου μπορεί να κατασκευαστεί με ελαφρώς παχύτερα τοιχώματα ή μεγαλύτερη διάμετρο σωλήνα, ώστε να επιτευχθεί η ίδια ελαστικότητα (σκληρότητα) με αυτήν του χάλυβα, αλλά με πολύ μικρότερο βάρος. Στο στάδιο του σχεδιασμού, εφαρμόζουμε ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (FEA) για να βελτιστοποιήσουμε το σχήμα των σωλήνων, ώστε να χρησιμοποιούμε το υλικό αποκλειστικά στις περιοχές όπου η τάση είναι υψηλότερη.

Βελτιστοποιημένη Γεωμετρία Σωλήνων και Ενισχύσεις

Δεν είναι μόνο το υλικό που καθορίζει την αντοχή ενός πλαισίου καρέκλας με τροχούς, αλλά και το σχήμα του. Ένα καλά σχεδιασμένο πλαίσιο από αλουμίνιο περιλαμβάνει σωλήνες μεγαλύτερης διαμέτρου σε σύγκριση με ένα αντίστοιχο πλαίσιο από χάλυβα, προκειμένου να αυξηθεί η ροπή αδράνειας (αντίσταση στην κάμψη).

Οι ηλεκτροκίνητες οδηγούμενες από αλουμίνιο καρέκλες με τροχούς σχεδιάστηκαν με υπερμεγέθη οβάλ και ορθογώνιους σωλήνες, οι οποίοι διανέμουν τα φορτία σε ευρύτερες περιοχές. Στις διατομές των σωλήνων (συμπεριλαμβανομένου του σημείου του πλαισίου του προσκέφαλου και της ράγας του καθίσματος) ενσωματώνουμε γόνατα από μανουαλισμένο αλουμίνιο (ενισχυτικές βάσεις), τα οποία εξαλείφουν τις κορυφές τάσης. Η μεγαλύτερη διάμετρος με λεπτότερα τοιχώματα, σε συνδυασμό με στρατηγική ενίσχυση, συνεργάζονται για να δημιουργήσουν ένα πλαίσιο που είναι άκαμπτο υπό φορτίο χρήστη 120–150 kg, χωρίς το βάρος που συνεπάγεται η χρήση χάλυβα. Η προσομοίωση με υπολογιστή διασφαλίζει ότι δεν προσθέτουμε υλικό εκεί όπου δεν είναι απαραίτητο.

Ρομποτική Συγκόλληση και Θερμική Επεξεργασία

Η ζώνη επηρεασμένη από τη θερμότητα (HAZ) οποιασδήποτε συγκόλλησης αλουμινίου αποτελεί το ασθενέστερο τμήμα της, και η αντοχή του κράματος μπορεί να μειωθεί κατά 30–40% σε αυτήν την περιοχή. Μια κακή συγκόλληση μετατρέπει ένα καλό σχέδιο σε επικίνδυνο.

Οι ρομπότ στο εργοστάσιό μας ενσωματώνουν ρομποτική συγκόλληση, κατά την οποία η εισαγόμενη θερμότητα και η ταχύτητα κίνησης ελέγχονται με ακρίβεια για να μειωθεί η ζώνη επηρεασμένου υλικού (HAZ). Μετά τη διαδικασία συγκόλλησης, κάθε πλαίσιο υφίσταται θερμική κατεργασία T6 (θερμική κατεργασία λύσης και τεχνητή ηλικίαση) για να παρασχεθεί αντοχή στο κράμα σε όλη τη δομή. Αυτή η μετασυγκολλητική κατεργασία είναι σημαντική· οι περισσότεροι κατασκευαστές που παράγουν πλαίσια χαμηλότερης ποιότητας δεν την εφαρμόζουν και, σε διάστημα μερικών μηνών, τα πλαίσια αρχίζουν να ραγίζουν στις συγκολλήσεις. Διαθέτουμε 60 συστήματα επεξεργασίας πλαισίων, συμπεριλαμβανομένων των ειδικών φούρνων θερμικής κατεργασίας, προκειμένου όλα τα αλουμινένια αμαξίδια να επιτυγχάνουν την επιθυμητή αντοχή σχεδιασμού.

Στρατηγική χρήση στοιχείων από χάλυβα σε σημεία υψηλής τάσης

Δεν είναι αναγκαστικά η λύση ένα πλαίσιο αποκλειστικά από αλουμίνιο. Οι πιο έξυπνες κατασκευές που είναι ελαφριές περιλαμβάνουν μικτές δομές: το αλουμίνιο χρησιμοποιείται στο κύριο πλαίσιο, ενώ ο χάλυβας χρησιμοποιείται σε μέρη που υφίστανται τοπικά φορτία ή τριβή.

Οι ηλεκτροκίνητες αναπηρικές μας καρέκλες, που είναι κατασκευασμένες από αλουμίνιο, περιλαμβάνουν στηρίγματα άξονα από χάλυβα (τα οποία υφίστανται επανειλημμένη τοποθέτηση και αφαίρεση των τροχών), ράβδους αντιστροφής (οι οποίες δεν πρέπει να κάμπτονται) και ορισμένα σημεία περιστροφής. Αυτά τα χαλύβδινα εξαρτήματα ζυγίζουν συνολικά λιγότερο από 1–2 kg, αλλά αυξάνουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής στα κρίσιμα σημεία. Το υπόλοιπο τμήμα των πλαϊνών δοκών του πλαισίου, των στηριγμάτων του πλάτης και των κρεμαστήρων των υποποδίων είναι κατασκευασμένο από αλουμίνιο. Αυτή η σύνθετη λύση προσφέρει τη μείωση βάρους του αλουμινίου και την ανθεκτικότητα του χάλυβα στα σημεία όπου απαιτείται μεγαλύτερη αντοχή.

Συμπέρασμα

Τέσσερις μηχανικές στρατηγικές — υψηλής αντοχής κράματα, βέλτιστη γεωμετρία σωλήνων με ενισχυτικά τριγωνικά στοιχεία (gusseting), ρομποτική συγκόλληση και θερμική επεξεργασία T6, καθώς και η τοποθέτηση χάλυβα στις περιοχές υψηλής τάσης — επιτρέπουν στις ηλεκτροκίνητες αναπηρικές καρέκλες από αλουμίνιο να μειώσουν το βάρος τους χωρίς απώλεια αντοχής. Το προϊόν είναι μια ελαφριά, αλλά επαρκώς ανθεκτική καρέκλα, ικανή να υποστηρίξει χρήση καθημερινά επί χρόνια (συνήθως 20–25 kg).

Ενσωματώνουμε αυτές τις μεθόδους στην Ningbo Baichen Medical Devices Co., Ltd., η οποία διαθέτει εργοστάσιο εμβαδού 20.000 m², 60 μηχανήματα επεξεργασίας πλαισίων και 4 γραμμές συναρμολόγησης. Επικοινωνήστε μαζί μας και αισθανθείτε τη δύναμη του ελαφρού αλουμινίου.