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碳纤维复合材料——新型轻量化轮椅用材
为满足行动不便人群对日常生活及出行的多方面需求，轮椅的设计与制作越来越追求轻量化、多功能化、智能化及设计的人性化。但与此同时，轮椅的使用便捷性、安全性都必须得到有效保证。总得说来，质量轻、强度高、耐腐蚀、减震性能好等方面，都是轮椅选材时的主要考虑因素。
为什么说轮椅越轻越好？因为，轮椅质量会影响其行进阻力，轮椅车架质量每减轻30%就将减少行进阻力约10%。目前市售轮椅多为手动轮椅，基本是依靠看护人或轮椅使用者人力使其运动，轮椅越轻操作者的负担越小，特别是对于轮椅使用者本人来说，他们主要通过上肢力量来操控轮椅，轮椅较轻时，操控者肩部及手腕的用力负担就不那么大，这对于患者来说意义重大。即便是电动轮椅，其搭载的蓄电池容量也是有限的，轮椅自身越轻，续航时间越长。
为什么说轮椅的车体材料必须是高强度的？如前所述，轮椅运动机构的复杂性和灵活性要求轮椅本身材质必须达到一定的强度，当强度有所保证，在相同的力学性能要求下，才能减少材料的重量，从而实现轮椅的轻量化。
为什么轮椅材料必须要有一定的耐腐蚀性？使用轮椅的患者有时必须面对大小便失禁等生理情况，有时也要面对一些药水的污染或侵蚀，多数轮椅都会在户外使用，会受到紫外线的照射，一旦直接接触雨水或者在高低温环境下交替使用，那么，耐蚀性较差的材料就容易发生锈蚀及表面氧化，影响轮椅车架的稳定性及美观。
为什么轮椅要有良好的减震性能？轮椅使用者可能是各种各样的患者，例如偏瘫、截肢、腿骨折等，尤其是术后或者其他康复期的腿脚不便患者，在使用轮椅的过程中应尽量减少身体受伤部位的震动，避免二次创伤。因此轮椅材料的阻尼系数越大，吸震减震效果越好，轮椅的车架及大轮毂减少震动能有效提高轮椅使用的安全性。
总之，轮椅要实现轻量化、便捷性、和耐腐蚀性等目标必须要从材料着手。经过多年的发展，可供轮椅选用的车体材料也越来越丰富，由开始的木质车架逐步替换到钢制车架，之后又出现了铝合金、钛合金、碳纤维、镁合金及其他复合材料等多种形式的材料。
钢材虽然在制造工艺等方面技术成熟，成本低，但是却不能满足人们对轻量化的高要求，铝合金虽然比较轻，但是仍需要通过焊接或者铆接的方式实现组装，而超轻轮椅的设计要求在保持车架结构的完整性的同时尽可能的轻量。
碳纤维复合材料密度小、比强度高、耐蚀性和耐疲劳性都很好，还可以通过整体成形方式构建较为复杂的整体结构，是轮椅理想的轻量化材料。
虽然碳纤维复合材料较高的成本在一定程度上制约了其在更大范围内的广泛应用，但是其具备的轻量化、高强度、等性能优势可以满足一些用户的需求。不仅是碳纤维轮椅，根据国内碳纤维医疗零部件定制企业无锡智上新材的产品订单看，碳纤维增强PEEK骨外科医疗部件、碳纤维放射性医疗床面板、碳纤维担架、碳纤维头托、碳纤维假肢等多种多样的碳纤维轻量化医疗器械已经深入到医疗的多个领域，其应用价值逐步被业内所认可。
江阴市新盛医疗器材设备有限公司
