Alüminyum Güçlü Teknik Tekerlekli Sandalyenin Güvenliği ve Sağlamlığından Feragat Etmeden Ağırlığı Nasıl Azalttığını

Elektrikli tekerlekli sandalye kullanıcıları açısından her kilogram sayılır. Ağır bir sandalye kolayca taşınabilir, depolanabilir ve manevra yapılabilir değildir. Ancak ağırlık, güvenliği veya dayanıklılığı zedelemeksizin azaltılmalıdır; çünkü ağırlık nedeniyle bükülen veya çatlayan bir çerçeve hiçbir işe yaramaz. Alüminyum elektrikli tekerlekli sandalye bu ikilemi çözer. Ningbo Baichen Tıbbi Cihazlar Co., Ltd. şirketimizde, yüksek teknoloji mühendisliği ile binlerce alüminyum elektrikli tekerlekli sandalye üretildi. Aşağıda, alüminyumun ağırlığı azaltırken aynı zamanda dayanıklılığını korumasını sağlayan dört yöntem yer almaktadır.

Yüksek Dayanımlı Alüminyum Alaşımları (Saf Alüminyum Değil)

Alüminyum hakkında yaygın yanlış kanı, bu malzemenin zayıf bir madde olduğudur. Gerçekten de uzay endüstrisi sınıfı alüminyum alaşımları, ağırlık başına dayanım oranı açısından oldukça güçlüdür. Alüminyum yumuşak bir metaldir; ancak magnezyum, silikon veya çinko ile alaşım haline getirildiğinde, özellikle dayanım açısından çelikle rekabet edebilen malzemeler oluşturur.

Ürettiğimiz alüminyum elektrikli tekerlekli sandalyeler, ısı işlenmiş alaşımdan yapılmıştır ve akma mukavemeti yaklaşık 240-260 MPa'dır; bu değer, yumuşak çeliğin akma mukavemetinin yaklaşık %60-%70'si kadardır ancak yoğunluğu yalnızca çeliğin üçte biridir. Bu durum, aynı rijitliği elde etmek için alüminyum çerçeveye, duvar kalınlığını biraz artırarak veya boru çapını büyüterek daha hafif bir çerçeve oluşturulabileceğini gösterir. Tasarımda, malzemeyi yalnızca gerilimin en yüksek olduğu bölgelere uygulayabilmek amacıyla tüplerin şeklini optimize etmek için sonlu eleman analizi (FEA) yöntemini kullanıyoruz.

Optimize Edilmiş Boru Geometrisi ve Köşebentleme

Bir tekerlekli sandalye çerçevesinde dayanıklılığı sağlayan yalnızca malzeme değil, aynı zamanda şekildir. Moment eylemsizliğini (eğilmeye karşı direnç) artırmak amacıyla iyi tasarlanmış bir alüminyum çerçeve, benzer bir çelik çerçeveye kıyasla daha büyük çaplı borulardan oluşur.

Alüminyum güçlendirilmiş tekerlekli sandalyeler, yükleri daha geniş alanlara dağıtan büyük boyutlu oval ve dikdörtgen borulardan yapılmıştır. Boruların kesit noktalarında (sırt destek çerçevesi ve koltuk rayı bağlantı noktaları dahil) dövme alüminyum köşebentler (güçlendirme payandaları) yerleştirerek gerilme tepe noktalarını ortadan kaldırırız. Daha büyük çaplı ancak daha ince cidarlı borular ile stratejik olarak uygulanan takviyeler bir araya gelerek, 120-150 kg’lık kullanıcı yükü altında sert bir çerçeve oluştururken çelikten kaynaklanacak ağırlık artışı sorununu da bertaraf eder. Bilgisayar modellemesi, gerekmeyen yerlere fazladan malzeme eklenmemesini sağlar.

Robotik Kaynak ve Isıl İşlem

Herhangi bir alüminyum kaynağının ısı etkilenmiş bölgesi (HAZ), kaynağın en zayıf noktasıdır ve burada alaşımın dayanımı %30-40 oranında azalabilir. Kötü kalitede kaynak, iyi bir tasarımı tehlikeli hâle getirir.

Fabrikamızdaki robotlar, ısı girdisi ve ilerleme hızının hassas bir şekilde kontrol edildiği robotik kaynak işlemiyle donatılmıştır; bu da Isı Etkilenmiş Bölge'yi (HAZ) azaltır. Kaynak işleminden sonra her çerçeve, alaşımın tüm yapı boyunca dayanıklılığını sağlamak amacıyla T6 ısıl işlemine tabi tutulur (çözelti ısıl işlemi ve yapay yaşlandırma). Bu kaynaktan sonraki işlem, düşük kaliteli çerçeveler üreten çoğu üretici tarafından yapılmaz ve birkaç ay içinde çerçeveler kaynak noktalarında çatlamaya başlar. Tasarımlarına göre tüm alüminyum tekerlekli sandalyelerin dayanımını elde edebilmelerini sağlamak amacıyla 60 adet çerçeve işleme sistemi ve özel ısıl işlem fırınlarımız bulunmaktadır.

Yüksek Gerilim Noktalarında Çelik Bileşenlerin Stratejik Kullanımı

Tamamen alüminyumdan oluşan bir çerçevenin çözüm olduğu her zaman söylenemez. Hafiflik açısından en akıllıca yapılar karma yapıları içerir: ana çerçeve alüminyumdan, yerel yükler veya aşınmaya maruz kalan parçalar ise çelikten üretilir.

Alüminyumdan yapılmış elektrikli tekerlekli sandalyelerimizde, tekerleklerin tekrarlanan takılması ve sökülmesine maruz kalan çelik aks bağlantı parçaları, bükülmemesi gereken devrilmeye karşı koruma çubukları ve bazı döner noktalar bulunur. Bu çelik bileşenlerin toplam ağırlığı 1-2 kg’ın altındadır; ancak ana noktalardaki ömürleri önemli ölçüde artırırlar. Çerçevenin yan rayları, sırt desteğinin bağlantı elemanları ve ayaklık askıları ise alüminyumdan yapılmıştır. Bu kompozit çözüm, hafiflik avantajını sağlayan alüminyumun yanı sıra dayanıklılığını gerektiren kritik noktalarda çeliğin kullanılmasını sağlar.

Sonuç

Dört mühendislik stratejisi — yüksek mukavemetli alaşımlar, destek levhaları (gusseting) ile optimize edilmiş boru geometrisi, robotik kaynak, T6 ısı işlemi ve yüksek gerilme alanlarına çelik yerleştirme — alüminyum elektrikli tekerlekli sandalyelerin dayanım kaybı olmadan ağırlığını azaltmasını sağlar. Ürün, hafif olmakla birlikte günlük yoğun kullanım için (genellikle 20-25 kg) yıllarca dayanabilecek kadar sağlamdır.

Bu yöntemleri Ningbo Baichen Tıbbi Cihazlar Co., Ltd. ile entegre ediyoruz; şirket 20.000 m2'lik bir tesise sahip, 60 çerçeve işleme makinesine ve 4 montaj hattına sahiptir. Bize ulaşın ve hafif alüminyumun gücünü hissedin.