大数跨境

手动轮椅车架材料——平衡推行中的材料科学①

手动轮椅车架材料——平衡推行中的材料科学① 博动 Permobil
2021-02-22
2
导读:关于铝合金材质轮椅的历史和现在。

新春伊始,万物新生。博动君们搓着小手手,迫不及待地想大家一起继续追寻更精彩生活!

 

在之前多维度点评钛合金与铝合金车架——来自十八年轮椅使用者的真实体验的文章中,有同学就材质问题进行了留言提问。非常感谢每一位认真阅读和思考的小伙伴,有问必答的博动君也会根据每一个疑问进行实事求是的回复,有不尽完善的地方也同样欢迎大家热烈讨论。


问题截图:


市场经理回答:

关于铝合金车架的问题,上期文章中提到的是真实使用者感受的对比,他的两台轮椅分别是非固定式车架铝合金和固定式钛合金车架,确实没有完全控制了变量,所以用户提到这个问题非常合理。但是由于金属特性,铝合金没有疲劳极限,使用的前1-2年可能颠簸感没有太大差别,但是从三年左右开始,铝合金车架会开始发生一些变形以至于松动,并感受到颠簸。另外钛合金材质本身具有一定减震特性,可以带来更平顺的推行体验。关于铝合金车架及钛合金车架的区别,在本期及下期内容中做出更完整的阐述。



今天的内容我们继上一次的话题进行细化和展开,因为在整个平衡推行的框架内,车架材料选择对于平衡推行的实现至关重要。让我们来探讨一下从古至今手动轮椅的材料应用,以及现今经常被应用于高活动型手动轮椅车架材料的——铝合金。


铝实际上是一种非常常见的材料。铝合金在工业上已经被广泛应用了逾百年。而纵观轮椅2000多年的历史,铝在手动轮椅上的应用仅能追溯到50年前。


手动轮椅技术的最大飞跃之一是1932年,哈里·詹宁斯(Harry Jennings)制造了第一台可折叠的管状手动轮椅。詹宁斯是为他的一位脊髓损伤朋友制作的,他的朋友名叫赫伯特·埃弗勒斯(Herbert Everest)。而后,这台椅子被命名为EverestJennings(如下图所示)。EverestJennings就当时而言是创新的,但它没有提供多种尺寸或颜色,最重要的是,用于制造椅子的钢管,使轮椅自重非常之大。


图片来源:

http://history.physio/history-of-the-wheelchair/ 


轮椅运动的兴起推动了对更轻型手动轮椅的需求。运动员一直在寻找更轻巧、更易操纵的轮椅,以取得超越对手的优势。1970年代,运动轮椅的设计方案开始被纳入日常轮椅的设计和制造中。1972年,第一款完全可调的刚性铝合金手动轮椅问世(如下图)。这台椅子是由由轮椅运动员Jeff Minnebraker开发。


图片来源:

https://johnnysombrerorides.com/page/2


这是将铝这种材质引入手动轮椅的设计和制造是关键时刻。铝合金比钢轻得多,而且成本相对较低。在超轻手动轮椅工业中,通常使用两种类型的铝合金:6000系列和7000系列。而在讨论具体材料应用时,我们会考虑2个重要特征:强度重量比加工性


强度重量比是材料的强度除以密度,强度重量量比越高,意味着产品越是坚固又轻巧。


加工性是金属合金在加工时的容易程度,是否容易断裂及其在制造加工的时候需要付出的成本。


7000系铝合金的强度重量比6000系列稍高,但其不易弯折,且在焊接过程之后对其进行热处理,以恢复焊接过程中损失的强度,因此7000系铝合金的加工性差难以处理复杂的形状。


6000系铝合金尽管强度重量比稍低,但它是一种冷处理锻造产品(加工后无需重新进行热处理),具有加工性好的特点,可以制造出更为个性化的尺寸和形状。



由于这些原因,TiLite选择了6000系铝合金,这是因为强度重量比和加工性之间的权衡。TiLite的刚性结构车架,都是从管材开始,根据用户的量身数据进行切割、弯曲和焊接,以制造出针对每个用户的独有的手动轮椅。在高度定制化的手动轮椅中,一些特性的选项,如以1/4英寸(约0.64cm)为增量的自定义框架长度,以及人体工程学的座椅选项等,都是需要使用6000系铝合金才能得以实现。



下期预告:在下一期的内容中,博动君将为您讲述手动轮椅的另一种车架材料——钛合金,及其与今日所述的铝合金之间的差异。


【声明】内容源于网络
0
0
博动 Permobil
内容 157
粉丝 0
博动 Permobil
总阅读151
粉丝0
内容157