[发明专利]一种三维编织复合材料假肢及其制备方法有效
申请号: | 201610131158.1 | 申请日: | 2016-03-09 |
公开(公告)号: | CN105641751B | 公开(公告)日: | 2018-11-30 |
发明(设计)人: | 朱波;曹伟伟;乔琨;王永伟;赵圣尧 | 申请(专利权)人: | 山东中恒碳纤维科技发展有限公司 |
主分类号: | A61L27/48 | 分类号: | A61L27/48;A61L27/44;A61L27/50;B29C70/08;B29C70/34;A61F2/60 |
代理公司: | 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 | 代理人: | 董洁 |
地址: | 251100 山东*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 三维 编织 复合材料 假肢 及其 制备 方法 | ||
1.一种三维编织复合材料假肢,包括三维编织复合材料脚部假肢和三维编织复合材料腿部假肢,其特征是:
所述三维编织复合材料脚部假肢是由高强度纤维和高韧性纤维混杂制成的脚部假肢三维立体编织预制体、铺缝纤维沿所述脚部假肢三维立体编织预制体厚度方向进行铺缝所形成的结构和热固性树脂三者复合成型;所述脚部假肢为内部中空并具有脚尖、脚底、脚后跟和脚踝的脚部结构,其中,所述脚底处的三维立体编织预制体内设有二维叠层织物模压复合材料增强件,所述脚后跟以及与所述腿部假肢相连接的脚踝处的三维立体编织预制体内均设有金属增强件;
所述三维编织复合材料腿部假肢是由高刚度纤维和高韧性纤维混杂制成的腿部假肢三维立体编织预制体、铺缝纤维沿所述腿部假肢三维立体编织预制体厚度方向进行铺缝所形成的结构和热固性树脂三者复合成型;所述腿部假肢为内部中空并且中空横截面为椭圆形的结构,与所述脚踝相连接的腿部假肢处的三维立体编织预制体内设有金属增强件;
所述高强度纤维选用高强度碳纤维,所述高强度碳纤维为T300及其以上的碳纤维;
所述高韧性纤维选用UHMWPE纤维、芳纶纤维中的一种或两种组合;
所述高刚度纤维为M40J或M460J。
2.如权利要求1所述的假肢,其特征是:所述高强度纤维为T300、T700、T800的一种或多种组合。
3.如权利要求1所述的假肢,其特征是:所述高强度纤维与高韧性纤维的混杂体积比例为1:1~10:1。
4.如权利要求1所述的假肢,其特征是:所述高刚度纤维与高韧性纤维的混杂体积比例为1:1到10:1。
5.如权利要求1所述的假肢,其特征是:铺缝纤维选用碳纤维T300、T700或T800中的任意一种或多种混杂使用。
6.如权利要求1所述的假肢,其特征是:所述三维编织复合材料脚部假肢中,铺缝纤维占脚部假肢三维立体编织预制体纤维体积比例的5-40%。
7.如权利要求1所述的假肢,其特征是:所述三维编织复合材料腿部假肢中,铺缝纤维占腿部假肢三维立体编织预制体纤维体积比例的5-40%。
8.如权利要求1所述的假肢,其特征是:所述三维编织复合材料脚部假肢和腿部假肢所用的纤维编织形式包括三维四向、三维五向、三维六向、三维七向。
9.如权利要求1所述的假肢,其特征是:所述热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂的任意一种。
10.如权利要求9所述的假肢,其特征是:最终制得的三维编织复合材料假肢树脂的含量为35~50%。
11.一种三维编织复合材料假肢的制备方法,其特征是,包括:
(1)利用高强度纤维和高韧性纤维混杂纤维制成中空的脚部假肢三维立体编织预制体,在编织过程中对脚后跟和脚踝处的预制体内嵌入金属增强件、对脚底处的预制体内嵌入复合材料构件,然后采用铺缝纤维在脚部假肢三维立体编织预制体的厚度方向上进行二次铺缝强化;
(2)利用高刚度纤维和高韧性纤维混杂纤维制成中空且中空的横截面为椭圆形的腿部假肢三维立体编织预制体,在编织过程中对与所述脚踝相连接的腿部假肢处的预制体内嵌入金属增强件,然后采用铺缝纤维在腿部假肢三维立体编织预制体的厚度方向上进行二次铺缝强化;
(3)将(1)中铺缝后的脚部假肢预制体和(2)中铺缝后的腿部假肢连接,采用热固性树脂胶液为基体,对连接后的假肢预制体浸渍、复合固化成型;
所述高强度纤维选用高强度碳纤维,所述高强度碳纤维为T300及其以上的碳纤维;
所述高韧性纤维选用UHMWPE纤维、芳纶纤维中的一种或两种组合;
所述高刚度纤维为M40J或M460J。
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