CN109771109A - 一种假脚脚芯的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及假脚制作成型技术领域，具体涉及一种假脚脚芯的制造方法，步骤1：编制脚芯预制件；步骤2：树脂体系调配；步骤3：将步骤1的脚芯预制件进行浸渍与固化；步骤4：切割成所需形状。该方法能够制造出层间结合力更强，强度高、耐疲劳的假脚脚芯。
Description
技术领域
本发明涉及假脚制作成型技术领域，具体涉及一种假脚脚芯的制造方法。
背景技术
假脚以及其配套的踝关节是用来代偿人体踝足系统机能的假肢部件，其是残疾人康复过程中不可或缺的辅助工具。其具有代偿肢体功能，使截肢者获得肢体外形，起到了弥补结构缺陷和功能缺陷的作用。假脚包括假脚脚芯和胶皮硅胶，假脚脚芯是假脚关键部件。随着我国老龄化加速和康复辅具产业的不断发展壮大，假脚脚芯用材料的发展也是在康复工程领域发展最早和发展最快的分支。假脚材料经历了铝、GRP、尼龙纤维不饱和聚酯、碳纤维复合材料等几个发展阶段，现今玄武岩纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、碳纤维等高性能纤维等在康复辅具领域的应用逐步受到关注。这些高性能纤维在实现康复辅具轻量化、提升康复人员生活质量方面具有显著优势。加快碳纤维复合材料在康复辅具领域的应用研究与市场拓展，具有重要的经济意义和社会意义。
随着需要康复人群对行动要求的不断提高，对于假脚部件的自重要求更轻，同时佩戴过程中的韧性及舒适度也是一个关键的要求。现有的假脚脚芯的制造方法有待优化，利用现有方法制作出的假脚脚芯层间结合力弱；因此，研究一种能够制造出层间结合力更强，强度高、耐疲劳的假脚脚芯的方法是非常必要的。
发明内容
鉴于现有技术的缺陷，本发明提出一种假脚脚芯的制造方法，该方法能够制造出层间结合力更强，强度高、耐疲劳的假脚脚芯。
为达到上述目的，本发明的技术方案是一种假脚脚芯的制造方法，其具体步骤包括：
步骤1：编制脚芯预制件；
步骤2：树脂体系调配；
步骤3：将步骤1的脚芯预制件进行浸渍与固化；
步骤4：切割成所需形状。
进一步的，步骤1中所述编制方法为三维织造方法，具体步骤为：采用高性能纤维制造假脚脚芯的预制件，经纱选用T700－12K高性能纤维，捻度5捻/ m，细度200tex；纬纱选用T300－6K高性能纤维，捻度10捻/ m，细度800tex，之后利用经纱、纬纱进行三维织造。
基于上述技术方案，多层机织三向织物的结构特点是纱线X,Y,Z三个方向分布，三个方向的力学性能接近。经纱不发生相对运动，确保了纱线排列的均匀性和稳固性。在每列经纱间沿厚度方向引入法向纱，使层与层之间固结。编制脚芯预制件这种角联织物作为复合材料的增强结构骨架，提高最后所制成的假脚脚芯的质量和耐用性能。
基于上述技术方案，经纱低捻和较低的特数便于织造时穿筘的顺利进行，且经纱捻度低可以增加碳纤维的集束性，提高纱线的可织性。纬纱特数高可以保证碳纤维角联织物的厚度，且不影响织造。
优选的，所述高性能纤维包括玄武岩纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维或碳纤维中的一种或多种。
优选的，所述假脚脚芯的预制件为四层机织物、六层机织物或八层机织物。
优选的，所述步骤2中所述树脂为粘度在400 mpa.s以下（包括400 mpa.s）的环氧树脂；环氧树脂、BLSH-01固化剂，比例75：25。
进一步的，所述步骤3中所述成型具体方法为浸透法或RTM成型法。
优选的，所述浸透法是先将预成型体浸入树脂，然后将盛放树脂的容器放入真空干燥器排除空气，最后再进行模压固化成型；所述RTM成型法即为真空注射成型。
优选的，所述RTM成型法为真空注射成型方法，其是以环氧树脂为基体材料，采用真空袋将步骤1中的脚芯预制件纤维材料密封在模具上，然后采用真空泵对密封区域抽真空，形成负压，引导树脂流动以均匀遍布整个区域的成型工艺。
本发明的有益效果：通过制成三维织造的假脚脚芯预制件的方式，能够提高产品的层间结合力，能够制造出层间结合力更强，强度高、耐疲劳的假脚脚芯。
附图说明
图1为四层机织物的组织图（纹板图）；
图2为六层机织物的组织图（纹板图）；
图3为六层机织物横向剖面示意图；
图4为八层机织物的组织图（纹板图）；
图5为真空注射成型方法的原理图；
图6为三维织造的织物结构图；
图中：1、纬纱；2、经纱，3、树脂，4、真空袋，5、磨具，6、连接到真空泵，7、脚芯预制件。
具体实施方式
实施例1
一种假脚脚芯的制造方法，其具体步骤包括：
步骤1：编制脚芯预制件；
步骤2：树脂体系调配；
步骤3：将步骤1的脚芯预制件进行浸渍与固化；
步骤4：切割成所需形状。通过切割，打磨，安装附属部件，形成假脚制品。
进一步的，步骤1中所述编制方法为三维织造方法，具体步骤为：采用高性能纤维制造假脚脚芯的预制件，经纱选用T700－12K高性能纤维，捻度5捻/ m，细度200tex；纬纱选用T300－6K高性能纤维，捻度10捻/ m，细度800tex，之后利用经纱、纬纱进行三维织造。
基于上述技术方案，多层机织三向织物的结构特点是纱线X,Y,Z三个方向分布，三个方向的力学性能接近。经纱不发生相对运动，确保了纱线排列的均匀性和稳固性。在每列经纱间沿厚度方向引入法向纱，使层与层之间固结。编制脚芯预制件这种角联织物作为复合材料的增强结构骨架，提高最后所制成的假脚脚芯的质量和耐用性能。
基于上述技术方案，经纱低捻和较低的特数便于织造时穿筘的顺利进行，且经纱捻度低可以增加碳纤维的集束性，提高纱线的可织性。纬纱特数高可以保证碳纤维角联织物的厚度，且不影响织造。
优选的，所述高性能纤维包括玄武岩纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维或碳纤维中的一种或多种。
优选的，所述假脚脚芯的预制件为四层机织物。
优选的，所述步骤2中所述树脂：环氧树脂；固化剂：BLSH01；比例：75:25
粘度：400mpa.s，环境温度25℃左右；凝胶时间：4h，常温； 脱模时间：≥12h，树脂固化后进行脱模； Tg值：115℃。
进一步的，所述步骤3中所述成型具体方法为RTM成型法。
优选的，所述RTM成型法即为真空注射成型方法。成型机理：真空抽注以无捻粗纱布和多轴向织物为增强材料，以环氧树脂为基体材料，采用真空袋将纤维材料密封在模具上，然后采用真空泵对密封区域抽真空，形成负压，引导树脂流动以均匀遍布整个区域的成型工艺。
实施例2
一种假脚脚芯的制造方法，其具体步骤包括：
步骤1：编制脚芯预制件；
步骤2：树脂体系调配；
步骤3：将步骤1的脚芯预制件进行浸渍与固化；
步骤4：切割成所需形状。通过切割，打磨，安装附属部件，形成假脚制品。
进一步的，步骤1中所述编制方法为三维织造方法，具体步骤为：采用高性能纤维制造假脚脚芯的预制件，经纱选用T700－12K高性能纤维，捻度5捻/ m，细度200tex；纬纱选用T300－6K高性能纤维，捻度10捻/ m，细度800tex，之后利用经纱、纬纱进行三维织造。
基于上述技术方案，多层机织三向织物的结构特点是纱线X,Y,Z三个方向分布，三个方向的力学性能接近。经纱不发生相对运动，确保了纱线排列的均匀性和稳固性。在每列经纱间沿厚度方向引入法向纱，使层与层之间固结。编制脚芯预制件这种角联织物作为复合材料的增强结构骨架，提高最后所制成的假脚脚芯的质量和耐用性能。六层碳纤维角联织物一个组织循环的经纱数只有12根，属于经纱数较少、纬纱循环较多的组织形式。所以采用顺穿法，纹板图和组织图一样。顺穿法的优势在于可以最大程度地减少经纱与经纱之间以及经纱与综片之间的摩擦，保证织造的顺利进行。另外，考虑到碳纤维的性能及密度，采用一筘二入法穿筘。
基于上述技术方案，经纱低捻和较低的特数便于织造时穿筘的顺利进行，且经纱捻度低可以增加碳纤维的集束性，提高纱线的可织性。纬纱特数高可以保证碳纤维角联织物的厚度，且不影响织造。
优选的，所述高性能纤维包括玄武岩纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维或碳纤维中的一种或多种。
优选的，所述假脚脚芯的预制件为六层机织物，根据6层碳纤维角联织物的经向横截面设计的织物纹板图见图2。文版总计14块。
优选的，所述步骤2中树脂材料选取：环氧树脂；粘度：400mpa.s，环境温度25℃左右；凝胶时间：4h，常温；脱模时间：≥12h，树脂固化后进行脱模；Tg值：115℃；厂家：巴陵石化。
进一步的，所述步骤3中所述成型具体方法为RTM成型法。
优选的，所述RTM成型法即为真空注射成型方法。成型机理：真空抽注以无捻粗纱布和多轴向织物为增强材料，以环氧树脂为基体材料，采用真空袋将纤维材料密封在模具上，然后采用真空泵对密封区域抽真空，形成负压，引导树脂流动以均匀遍布整个区域的成型工艺。
六层碳纤维角联织物一个组织循环的经纱数只有10根，属于经纱数较少、纬纱循环较多的组织形式。如图所示的织法可以最大程度地减少经纱与经纱之间以及经纱与综片之间的摩擦，减少断头，保证织造过程顺利有序。
实施例3
一种假脚脚芯的制造方法，其具体步骤包括：
步骤1：编制脚芯预制件；
步骤2：树脂体系调配；
步骤3：将步骤1的脚芯预制件进行浸渍与固化；
步骤4：切割成所需形状。通过切割，打磨，安装附属部件，形成假脚制品。
进一步的，步骤1中所述编制方法为三维织造方法，具体步骤为：采用高性能纤维制造假脚脚芯的预制件，经纱选用T700－12K高性能纤维，捻度5捻/ m，细度200tex；纬纱选用T300－6K高性能纤维，捻度10捻/ m，细度800tex，之后利用经纱、纬纱进行三维织造。
基于上述技术方案，多层机织三向织物的结构特点是纱线X,Y,Z三个方向分布，三个方向的力学性能接近。经纱不发生相对运动，确保了纱线排列的均匀性和稳固性。在每列经纱间沿厚度方向引入法向纱，使层与层之间固结。编制脚芯预制件这种角联织物作为复合材料的增强结构骨架，提高最后所制成的假脚脚芯的质量和耐用性能。
基于上述技术方案，经纱低捻和较低的特数便于织造时穿筘的顺利进行，且经纱捻度低可以增加碳纤维的集束性，提高纱线的可织性。纬纱特数高可以保证碳纤维角联织物的厚度，且不影响织造。
优选的，所述高性能纤维包括玄武岩纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维或碳纤维中的一种或多种。
优选的，所述假脚脚芯的预制件为八层机织物。
优选的，所述步骤2中所述树脂：环氧树脂；固化剂：BLSH01；比例：75:25
粘度：400mpa.s，环境温度25℃左右；凝胶时间：4h，常温； 脱模时间：≥12h，树脂固化后进行脱模； Tg值：115℃。
进一步的，所述步骤3中所述成型具体方法为RTM成型法。
优选的，所述RTM成型法即为真空注射成型方法。成型机理：真空抽注以无捻粗纱布和多轴向织物为增强材料，以环氧树脂为基体材料，采用真空袋将纤维材料密封在模具上，然后采用真空泵对密封区域抽真空，形成负压，引导树脂流动以均匀遍布整个区域的成型工艺。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种假脚脚芯的制造方法，其特征在于：具体步骤包括
步骤1：编制脚芯预制件；
步骤2：树脂体系调配；
步骤3：将步骤1的脚芯预制件进行浸渍与固化；
步骤4：切割成所需形状。
2.根据权利要求1中所述的一种假脚脚芯的制造方法，其特征在于：步骤1中编制方法为三维织造方法，具体步骤为：采用高性能纤维制造假脚脚芯的预制件，经纱选用T700－12K高性能纤维，捻度5捻/ m，细度200tex；纬纱选用T300－6K高性能纤维，捻度10捻/ m，细度800tex，之后利用经纱、纬纱进行三维织造。
3.根据权利要求2中所述的一种假脚脚芯的制造方法，其特征在于：所述高性能纤维包括玄武岩纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维或碳纤维中的一种或多种。
4.根据权利要求2中所述的一种假脚脚芯的制造方法，其特征在于：所述假脚脚芯的预制件为四层机织物、六层机织物或八层机织物。
5.根据权利要求1中所述的一种假脚脚芯的制造方法，其特征在于：所述步骤2中树脂：环氧树脂；固化剂：BLSH01；比例：75:25； 粘度：400mpa.s，环境温度25℃左右；凝胶时间：4h，常温； 脱模时间≥12h，树脂固化后进行脱模； Tg值：115℃。
6.根据权利要求1中所述的一种假脚脚芯的制造方法，其特征在于：所述步骤3中具体方法为浸透法或RTM成型法。
7.根据权利要求6中所述的一种假脚脚芯的制造方法，其特征在于：所述RTM成型法为真空注射成型方法，其是以环氧树脂为基体材料，采用真空袋将步骤1中的脚芯预制件纤维材料密封在模具上，然后采用真空泵对密封区域抽真空，形成负压，引导树脂流动以均匀遍布整个区域的成型工艺。
8.根据权利要求6中所述的一种假脚脚芯的制造方法，其特征在于：所述浸透法是先将预成型体浸入树脂，然后将盛放树脂的容器放入真空干燥器排除空气，最后再进行模压固化成型。
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