더 부드러운 승차감을 제공하기 위해 비행기 착륙 장치와 같은 기능을 하는 휠체어 캐스터는 무게를 줄이기 위해 긴 탄소 섬유 복합재를 채택합니다.

Jan 28, 2024

뉴스 제공

2017년 7월 19일, 오후 5:00(ET)

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위노나, 미네소타주, 2017년 7월 19일 /PRNewswire/ -- 아이오와주 오텀와에 위치한 Frog Legs, Inc.는 차세대 휠체어 캐스터 휠을 위해 기계 가공 알루미늄에서 탄소 섬유 복합재로 전환하기를 원했을 때 다음과 제휴했습니다. 장섬유 강화 열가소성 소재 및 기술 분야의 글로벌 리더인 PlastiComp, Inc.는 탄소 섬유 복합재뿐만 아니라 소재 변경이 성공할 수 있도록 지원합니다.

Frog Legs는 1997년 창립자인 Mark Chelgren이 사지 마비가 있는 럭비 팀과 우연히 만났을 때 시작되었습니다. 그곳에서 늦은 밤 휠체어에 대한 논의를 통해 Chelgren은 휠체어의 앞바퀴에 사용되는 기존의 견고한 캐스터에 대한 대안을 개발하게 되었습니다. 급회전을 하세요.

바퀴가 장애물 위로 움직여야 하는 고정식 포크 대신(그 과정에서 라이더를 튕겨내는 것) Chelgren은 특허 받은 피벗 포인트와 쐐기 모양의 충격 흡수 장치를 사용하여 호 경로의 장애물 위로 이동할 수 있는 포크를 설계했습니다. 비행기 랜딩 기어처럼 승차감을 부드럽게 해줍니다.

"호는 훨씬 더 효율적인 움직임입니다."라고 Chelgren은 말했습니다. "그러나 압축 영역은 선형이 아니기 때문에 전통적인 원통형 충격 흡수 장치 대신 Frog Legs는 쐐기 모양을 사용하여 전면에서 후면까지의 차등 하중을 더 잘 처리합니다."

이동을 위해 휠체어가 필요한 신체 장애가 있는 사람들은 의자가 균열이나 울퉁불퉁한 표면처럼 겉보기에 사소해 보이는 장애물에 직면할 때 문자 그대로 도로의 모든 충격을 느낍니다. 이러한 장애로 인한 끊임없는 진동과 충격으로 가득 찬 하루는 피로를 유발하고 약물 치료가 필요한 라이더에게 경련을 일으킬 수 있습니다.

아이오와 주립 대학 산업 연구 및 서비스 센터에서 실시한 테스트에 따르면 휠체어 라이더가 경험하는 진동의 80%는 앞쪽 캐스터 휠에서 생성되었으며 Chelgren의 설계 개선으로 이러한 진동이 휠체어 프레임으로 전달되는 것이 76% 감소한 것으로 나타났습니다. .

Chelgren은 자신과 Frog Legs가 더 잘할 수 있다는 것을 알고 있었습니다. “우리는 항상 제품을 가볍게 하라는 압력을 받고 있습니다.”라고 그는 말했습니다. "장애인은 추가 체중으로 인해 큰 영향을 받습니다."

"이번에 우리는 알루미늄 가공과 다른 유형의 제조 공정을 살펴보았습니다."라고 Chelgren은 말했습니다. "사출 성형을 통해 우리는 훨씬 더 복잡한 형태를 가질 수 있었고 탄소 섬유 복합재는 우리의 설계 매개변수에서 실제로 이점을 제공했습니다."

"알루미늄 부품을 가져와서 탄소 섬유를 사용하여 만드는 아이디어라면 사람들이 배를 놓치고 있는 것 같아요."라고 그는 계속했습니다. "탄소섬유 부품과 알루미늄 부품이 동일해 보여서는 안 됩니다. 대신 재료와 공정을 결합하여 설계해야 합니다. 새로운 포크 디자인의 바닥 부분을 기계로 가공하거나 단조하는 것은 거의 불가능합니다."

Frog Legs의 2세대 캐스터 휠은 미네소타주 위노나에 위치한 PlastiComp의 두 가지 서로 다른 긴 탄소 섬유 강화 복합 재료를 사용합니다. 가공된 알루미늄은 휠 포크와 긴 탄소 섬유의 긴 탄소 섬유 강화 나일론 6/6 복합 재료로 대체되었습니다. 휠 허브의 강화 열가소성 폴리우레탄.

PlastiComp는 휠의 외부 롤링 표면에 사용되는 우레탄과 결합하기 위해 강화 폴리우레탄 복합재를 맞춤 개발했습니다. “허브에 열가소성 폴리우레탄을 사용하면 화학적 결합을 얻을 수 있습니다.”라고 Chelgren은 말했습니다. "알루미늄 허브에는 완전히 접착되지 않고 미끄러질 수 있는 서로 다른 재료가 있습니다."

알루미늄에서 긴 탄소 섬유 강화 복합재로 변경하면 Frog Legs 캐스터 휠 한 쌍의 무게가 33% 감소했습니다. 즉, 0.5파운드(280g) 이상 가벼워졌습니다. 이는 라이더가 눈에 띄게 높이 평가하는 감소입니다.

새로운 디자인과 재료는 수백만 주기의 충격과 낙하력을 견디는 RESNA(북미 재활 공학 협회) 산업 표준 테스트를 통과했습니다. Frog Legs는 계속해서 전통적인 금속 캐스터 휠과 비교할 데이터가 없는지 테스트했습니다.