รถเข็นวีลแชร์หรือรถเข็นไฟฟ้าได้รับการออกแบบมาสำหรับผู้สูงอายุหรือผู้พิการ ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไปของกลุ่มผู้ใช้รถเข็นวีลแชร์และรถเข็นไฟฟ้า น้ำหนักเบาของรถเข็นวีลแชร์และรถเข็นไฟฟ้าจึงเป็นเทรนด์หลัก วัสดุอะลูมิเนียมอัลลอยสำหรับการบิน ไทเทเนียม และอลูมิเนียมอัลลอยกำลังได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบันวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ที่เบากว่ากำลังถูกนำมาประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมรถเข็นวีลแชร์

เพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของผู้พิการทั้งในชีวิตประจำวันและการเดินทาง การออกแบบและการผลิตรถเข็นจึงมุ่งเน้นการออกแบบที่เน้นน้ำหนักเบา ใช้งานได้หลากหลาย ชาญฉลาด และคำนึงถึงมนุษยธรรมมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ความสะดวกสบาย ความปลอดภัย และความสะดวกสบายของรถเข็นต้องได้รับการรับประกันอย่างมีประสิทธิภาพ การเลือกวัสดุสำหรับรถเข็นต้องคำนึงถึงน้ำหนักที่เบา ความแข็งแรงสูง ทนทานต่อการกัดกร่อน และประสิทธิภาพการดูดซับแรงกระแทกที่ดี

การน้ำหนักรถเข็นเบาลงยิ่งแรงต้านน้อยเท่าไหร่ ก็ยิ่งต้องอาศัยกำลังคนของผู้ดูแลหรือผู้ใช้รถเข็นในการเคลื่อนย้าย ยิ่งรถเข็นมีน้ำหนักเบาเท่าไหร่ ภาระของผู้ควบคุมก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ใช้รถเข็นเอง ซึ่งส่วนใหญ่ต้องอาศัยแรงของร่างกายส่วนบนเป็นหลัก เมื่อรถเข็นมีน้ำหนักเบา ภาระที่ไหล่และข้อมือของผู้ควบคุมก็จะน้อยลง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อผู้ป่วย แม้แต่รถเข็นไฟฟ้าก็มีความจุแบตเตอรี่ที่จำกัด ยิ่งรถเข็นมีน้ำหนักเบาเท่าไหร่ อายุการใช้งานแบตเตอรี่ก็จะยิ่งยาวนานขึ้นเท่านั้น

ทำไมวัสดุของตัวรถเข็นจึงต้องมีความแข็งแรงสูง? ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ความซับซ้อนและความยืดหยุ่นของกลไกการเคลื่อนไหวของรถเข็นทำให้ตัววัสดุของรถเข็นเองต้องมีความแข็งแรงในระดับหนึ่ง เมื่อรับประกันความแข็งแรงแล้ว น้ำหนักของวัสดุจะลดลงภายใต้ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพเชิงกลเดียวกัน ทำให้รถเข็นมีน้ำหนักเบาลง

ความทนทานต่อการกัดกร่อนของวัสดุรถเข็นเป็นสิ่งที่ไม่ควรมองข้าม ส่วนใหญ่แล้วคนนั่งรถเข็นรถเข็นคนพิการมักมีความสามารถในการดูแลตนเองไม่ดี และมักมีปัญหาทางสรีรวิทยา เช่น ภาวะกลั้นปัสสาวะไม่อยู่ บางครั้งรถเข็นคนพิการอาจต้องเผชิญกับมลภาวะหรือการกัดกร่อนของยาบางชนิด รถเข็นคนพิการส่วนใหญ่มักใช้งานกลางแจ้งและต้องเผชิญกับรังสีอัลตราไวโอเลต เมื่อถูกฝนหรือใช้งานสลับกันในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและต่ำ วัสดุที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนต่ำจะมีแนวโน้มที่จะเกิดสนิมและออกซิเดชันบนพื้นผิว ซึ่งส่งผลกระทบต่อความมั่นคงและความสวยงามของโครงรถเข็น

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายด้านน้ำหนักเบา ความสะดวกสบาย และความทนต่อการกัดกร่อน รถเข็นคนพิการจำเป็นต้องเริ่มต้นจากวัสดุ หลังจากการพัฒนามาหลายปี วัสดุที่ใช้ผลิตรถเข็นคนพิการก็มีมากขึ้นเรื่อยๆ ตั้งแต่โครงท่อเหล็ก ไปจนถึงวัสดุหลากหลายรูปแบบ เช่น อะลูมิเนียมอัลลอย ไทเทเนียมอัลลอย แมกนีเซียมอัลลอย คาร์บอนไฟเบอร์ และวัสดุคอมโพสิตอื่นๆ

แม้ว่าเหล็กจะมีเทคโนโลยีการผลิตที่ก้าวหน้าและมีต้นทุนต่ำ แต่ก็ไม่สามารถตอบสนองความต้องการด้านน้ำหนักเบาที่สูงของผู้คนได้ แม้ว่าโลหะผสมอลูมิเนียมจะมีน้ำหนักเบา แต่ก็ยังคงต้องประกอบด้วยการเชื่อมหรือหมุดย้ำ และข้อกำหนดด้านการออกแบบของรถเข็นน้ำหนักเบาพิเศษคือต้องมีน้ำหนักเบาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยยังคงรักษาความแข็งแรงของโครงสร้างไว้

วัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์มีความหนาแน่นต่ำ ความแข็งแรงจำเพาะสูง ทนทานต่อการกัดกร่อนและทนต่อความเมื่อยล้าได้ดี และยังสามารถสร้างโครงสร้างโดยรวมที่ซับซ้อนได้ด้วยการขึ้นรูปแบบบูรณาการ ซึ่งเป็นวัสดุน้ำหนักเบาที่เหมาะสำหรับรถเข็นระดับไฮเอนด์

แม้ว่าต้นทุนที่สูงของคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์จะจำกัดการใช้งานในวงกว้างได้ในระดับหนึ่ง แต่ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพ เช่น น้ำหนักเบา ความแข็งแรงสูง และความสะดวกสบาย สามารถตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ระดับไฮเอนด์บางส่วนได้