รถเข็นหรือรถเข็นไฟฟ้าได้รับการออกแบบมาสำหรับผู้สูงอายุหรือผู้พิการ ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีและความต้องการที่เปลี่ยนไปของกลุ่มผู้ใช้รถเข็นและรถเข็นไฟฟ้า น้ำหนักเบาของรถเข็นและรถเข็นไฟฟ้าจึงกลายเป็นกระแสหลัก วัสดุอัลลอยด์อะลูมิเนียมสำหรับการบินไททาเนียมค่อยๆ ได้รับการพัฒนา ปัจจุบัน วัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ที่เบากว่าค่อยๆ ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมรถเข็น

เพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของผู้พิการในชีวิตประจำวันและการเดินทาง การออกแบบและการผลิตรถเข็นจึงมุ่งเน้นไปที่การออกแบบที่น้ำหนักเบา อเนกประสงค์ อัจฉริยะ และคำนึงถึงมนุษยธรรมมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ในเวลาเดียวกัน ความสะดวกสบาย ความปลอดภัย และความสบายของรถเข็นจะต้องได้รับการรับประกันอย่างมีประสิทธิภาพ น้ำหนักเบา ความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อน และประสิทธิภาพการดูดซับแรงกระแทกที่ดีเป็นปัจจัยหลักในการเลือกวัสดุสำหรับรถเข็น

การน้ำหนักของรถเข็นเบาลงยิ่งแรงต้านน้อยลง ก็ต้องอาศัยกำลังคนของผู้ดูแลหรือผู้ใช้รถเข็นในการเคลื่อนย้าย ยิ่งรถเข็นมีน้ำหนักเบา ภาระของผู้ควบคุมก็จะน้อยลง โดยเฉพาะสำหรับผู้ใช้รถเข็นเอง ซึ่งส่วนใหญ่ต้องอาศัยความแข็งแรงของร่างกายส่วนบนเป็นหลัก รถเข็น เมื่อรถเข็นมีน้ำหนักเบา ภาระที่ไหล่และข้อมือของผู้ควบคุมก็จะน้อยลง ซึ่งมีความสำคัญมากสำหรับผู้ป่วย แม้แต่รถเข็นไฟฟ้าก็มีความจุแบตเตอรี่ที่จำกัด ยิ่งรถเข็นมีน้ำหนักเบา อายุการใช้งานแบตเตอรี่ก็จะยาวนานขึ้น

ทำไมวัสดุของตัวรถเข็นต้องมีความแข็งแรงสูง? ดังที่ได้กล่าวไปแล้วว่าความซับซ้อนและความยืดหยุ่นของกลไกการเคลื่อนไหวของรถเข็นนั้นทำให้ตัววัสดุของรถเข็นเองต้องมีความแข็งแรงในระดับหนึ่ง เมื่อรับประกันความแข็งแรงได้แล้ว น้ำหนักของวัสดุจะลดลงภายใต้ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพเชิงกลเดียวกัน ทำให้รถเข็นมีน้ำหนักเบา

ความทนทานต่อการกัดกร่อนของวัสดุที่ใช้ทำรถเข็นไม่สามารถละเลยได้ ส่วนใหญ่คนนั่งรถเข็นรถเข็นคนพิการมักมีความสามารถในการดูแลตนเองไม่ดี และเกิดภาวะทางสรีรวิทยา เช่น กลั้นปัสสาวะไม่อยู่ได้เป็นครั้งคราว บางครั้งรถเข็นคนพิการยังต้องเผชิญกับมลภาวะหรือการกัดกร่อนของยาบางชนิดอีกด้วย รถเข็นคนพิการส่วนใหญ่มักใช้งานกลางแจ้งและต้องสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลต เมื่อถูกฝนหรือใช้งานสลับกันในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและต่ำ วัสดุที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนต่ำจะเกิดสนิมและออกซิเดชั่นบนพื้นผิวได้ง่าย ส่งผลกระทบต่อความมั่นคงและความสวยงามของโครงรถเข็นคนพิการ

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายด้านน้ำหนักเบา สะดวกสบาย และทนทานต่อการกัดกร่อน รถเข็นต้องเริ่มจากวัสดุ หลังจากหลายปีของการพัฒนา วัสดุที่ใช้ทำรถเข็นก็มีมากขึ้นเรื่อยๆ ตั้งแต่โครงเหล็กแบบเดิมไปจนถึงวัสดุรูปแบบต่างๆ เช่น อะลูมิเนียมอัลลอย ไททาเนียมอัลลอย แมกนีเซียมอัลลอย คาร์บอนไฟเบอร์ และวัสดุคอมโพสิตอื่นๆ

แม้ว่าเหล็กจะมีเทคโนโลยีที่ครบถ้วนในการผลิตและมีต้นทุนต่ำ แต่ก็ไม่สามารถตอบสนองความต้องการที่สูงของผู้คนในเรื่องน้ำหนักเบาได้ แม้ว่าโลหะผสมอลูมิเนียมจะมีน้ำหนักเบากว่าเล็กน้อย แต่ก็ยังต้องประกอบโดยการเชื่อมหรือหมุดย้ำ และข้อกำหนดการออกแบบรถเข็นน้ำหนักเบาพิเศษจะต้องมีน้ำหนักเบาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในขณะที่ยังคงความสมบูรณ์ของโครงสร้างของเฟรมไว้

วัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์มีความหนาแน่นต่ำ ความแข็งแรงจำเพาะสูง ทนต่อการกัดกร่อนและทนต่อความเมื่อยล้าได้ดี และยังสามารถสร้างโครงสร้างโดยรวมที่ซับซ้อนได้ผ่านการขึ้นรูปเป็นชิ้นเดียวกัน จึงเป็นวัสดุน้ำหนักเบาที่เหมาะสำหรับรถเข็นระดับไฮเอนด์

แม้ว่าต้นทุนที่สูงของคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์จะจำกัดการใช้งานในวงกว้างได้ในระดับหนึ่ง แต่ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพ เช่น น้ำหนักเบา ความแข็งแรงสูง และความสะดวกสบาย สามารถตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ระดับไฮเอนด์บางส่วนได้