Cómo la silla de ruedas eléctrica con chasis de aluminio reduce el peso sin comprometer la resistencia

Cuando se trata de usuarios de sillas de ruedas eléctricas, cada kilogramo cuenta. Una silla pesada no se puede transportar, almacenar ni maniobrar fácilmente. Sin embargo, el peso debe reducirse sin comprometer la seguridad ni la resistencia: un bastidor deformado o agrietado por el peso no sirve para nada. La silla de ruedas eléctrica de aluminio resuelve este dilema. En Ningbo Baichen Medical Devices Co., Ltd., hemos fabricado miles de sillas de ruedas eléctricas de aluminio mediante ingeniería de alta tecnología. A continuación se indican cuatro métodos mediante los cuales el aluminio reduce el peso sin sacrificar la resistencia.

Aleaciones de aluminio de alta resistencia (no aluminio puro)

El mito generalizado sobre el aluminio es que se trata de un material débil. En la práctica, las aleaciones de aluminio de grado aeroespacial presentan una excelente relación resistencia-peso. El aluminio puro es blando, pero al alearlo con magnesio, silicio o cinc, se obtienen materiales cuya resistencia específica compite con la del acero.

Las sillas de ruedas eléctricas de aluminio que fabricamos están hechas de una aleación tratada térmicamente, con un límite elástico de aproximadamente 240-260 MPa, es decir, alrededor del 60-70 % del del acero al carbono, pero con solo un tercio de su densidad. Esto implica que se puede crear un bastidor de aluminio aumentando ligeramente el grosor de las paredes o el diámetro del tubo para lograr la misma rigidez que el acero, pero con un peso mucho menor. En el diseño, aplicamos análisis por elementos finitos (FEA) para optimizar la forma de los tubos, de modo que podamos colocar el material únicamente donde la tensión sea máxima.

Geometría optimizada de los tubos y refuerzos

No solo el material determina la resistencia de un bastidor de silla de ruedas, sino también su forma. Un bastidor de aluminio bien diseñado incorpora tubos de mayor diámetro que un bastidor de acero similar para aumentar el momento de inercia (resistencia a la flexión).

Las sillas de ruedas eléctricas de aluminio están diseñadas con tubos ovalados y rectangulares de gran tamaño que distribuyen las cargas sobre áreas más amplias. En las secciones transversales de los tubos (incluido el punto del bastidor del respaldo y el riel del asiento) insertamos refuerzos de aluminio forjado (soportes de refuerzo) que eliminan los picos de tensión. El mayor diámetro combinado con paredes más delgadas y un refuerzo estratégico dan como resultado un bastidor rígido bajo una carga de usuario de 120-150 kg, sin la penalización de peso del acero. La modelización por ordenador garantiza que no añadimos material donde no es necesario.

Soldadura robótica y tratamiento térmico

La zona afectada por el calor (ZAC) de cualquier soldadura de aluminio es su parte más débil, y aquí la resistencia de la aleación puede reducirse un 30-40 %. Una soldadura deficiente convierte un buen diseño en uno peligroso.

Los robots de nuestra fábrica incorporan soldadura robótica, en la que se controla con precisión la entrada de calor y la velocidad de desplazamiento para reducir la zona afectada por el calor (HAZ). Tras el proceso de soldadura, cada bastidor se somete a un tratamiento térmico T6 (tratamiento térmico de solución y envejecimiento artificial) para otorgar al aleado una resistencia uniforme en toda su estructura. Este tratamiento posterior a la soldadura es fundamental: la mayoría de los fabricantes que producen bastidores de menor calidad no lo realizan, y, tras varios meses, los bastidores comienzan a agrietarse en las zonas soldadas. Contamos con 60 sistemas de procesamiento de bastidores, incluidos nuestros hornos especiales de tratamiento térmico, para garantizar que todas las sillas de ruedas de aluminio alcancen la resistencia prevista en su diseño.

Uso estratégico de componentes de acero en puntos de alta tensión

No siempre es la solución optar por un bastidor completamente de aluminio. Las construcciones más inteligentes y ligeras emplean estructuras mixtas: el aluminio se utiliza en el bastidor principal, mientras que el acero se aplica en las partes sometidas a cargas localizadas o desgaste.

Nuestras sillas de ruedas eléctricas, fabricadas en aluminio, incorporan soportes de eje de acero (sometidos a montaje y desmontaje repetidos de las ruedas), barras antivuelco (que no deben deformarse) y algunos puntos de pivote. Estos componentes de acero pesan en total menos de 1-2 kg, pero mejoran significativamente la durabilidad en los puntos clave. El resto de los rieles laterales del bastidor, los soportes del respaldo y los soportes de los reposapiés está fabricado en aluminio. Esta solución compuesta ofrece la reducción de peso del aluminio y la resistencia del acero allí donde más se necesita la resistencia.

Conclusión

Cuatro estrategias de ingeniería —aleaciones de alta resistencia, geometría óptima de los tubos con refuerzos, soldadura robótica y tratamiento térmico T6, y colocación del acero en las zonas de mayor tensión— permiten que las sillas de ruedas eléctricas de aluminio reduzcan su peso sin perder resistencia. El producto es una silla ligera, pero lo suficientemente resistente como para soportar años de uso diario (normalmente de 20 a 25 kg).

Integramos estos métodos en Ningbo Baichen Medical Devices Co., Ltd., que ocupa una planta de 20 000 m², cuenta con 60 máquinas para el procesamiento de armazones y 4 líneas de montaje. Póngase en contacto con nosotros y descubra la potencia del aluminio ligero.