В России разработан новый способ производства деталей для протезов и ортезов, который может сделать современные средства реабилитации для инвалидов более доступными и не уступающими по качеству зарубежным аналогам. Технология, основанная на вакуумном формовании специальных полимерных композитов, была успешно испытана специалистами Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ, входит в НИЦ «Курчатовский институт») совместно с компаниями «Анатомикс» и «Орто-Космос».
Сегодня многие ключевые компоненты, такие как модули стоп для повседневной жизни и спорта, в России часто производятся из импортных материалов или вовсе закупаются за рубежом. Это не только увеличивает стоимость, но и создаёт риски в условиях санкций. Новое исследование показало, что отечественные материалы и более простая технология могут стать эффективным решением этой проблемы.
Суть инновации — в отказе от дорогого и энергоёмкого метода автоклавного формования в пользу вакуумного. Автоклав — это сложное оборудование, работающее под высоким давлением, требующее особых мер безопасности и значительных затрат. Вакуумное же формование требует лишь термошкафа и вакуумного насоса, что делает процесс дешевле, безопаснее и позволяет изготавливать изделия практически любых размеров.
Учёные ВИАМ испытали для этой цели собственные материалы — препреги и семипреги. Если просто, это полуфабрикаты из углеволокна, пропитанные специальной эпоксидной смолой. Семипрег отличается тем, что часть волокон остается сухой, что облегчает удаление воздуха при формовании и уменьшает количество возможных дефектов.
В ходе эксперимента были изготовлены экспериментальные элементы, конструктивно подобные частям модуля стопы. Оказалось, что оба типа материалов — и препрег, и семипрег — при грамотном подходе позволяют получить изделия без внутренних расслоений и дефектов. При этом работа с семипрегом оказалась немного проще из-за его структуры. Для препрега пришлось использовать дополнительную оснастку, чтобы избежать смещения слоёв при нагреве, но эта задача была успешно решена.
Контроль качества с помощью ультразвука подтвердил, что полученные образцы обладают хорошей сплошностью материала. Это означает, что технология вакуумного формования действительно позволяет создавать прочные и надёжные изделия.
Важным направлением для будущего развития исследователи называют снижение температуры обработки материалов со 180 °C до более «комфортных» 120–130 °C. Это ещё больше сократит энергозатраты и удешевит процесс, что критически важно для массового производства средств реабилитации.
Таким образом, путь к созданию полноценной отечественной линейки современных, лёгких и прочных компонентов для протезирования открыт. Это даже не вопрос технологической независимости, это — реальный шанс для многих людей получить более доступные и качественные средства, возвращающие возможность активно жить и двигаться.
Исследование опубликовано в журнале «Труды ВИАМ»
