CN112659661A - 一种碳纤维x光床板及其快速成型制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种碳纤维X光床板及其快速成型制备方法，包括芯材层、纤维预浸料层、高压装饰耐火板和胶木板，先将环氧树脂胶液浸渍碳纤维制备成预浸料；将聚甲基丙烯酸亚胺泡沫、预浸料与高压装饰耐火板按预设顺序和铺设角度铺设在模具中，形成复合铺层结构；采用热压固化成型工艺将复合铺层结构进行固化并脱模。本发明克服了现有技术的不足，通过强度和刚度优良的聚甲基丙烯酸亚胺泡沫和复合材料纤维面板，制备出满足技术要求的X光床面板，除此之外，还对结构的铺层进行了优化设计，使其结构不仅满足力学性能的要求，还要使整个结构重量尽可能轻，铝当量尽可能低、图像尽可能均匀，从而达到医疗床板的标准。
Description
技术领域
本发明涉及X光床板制备技术领域，具体涉及一种碳纤维X光床板及其快速成型制备方法。
背景技术
随着医疗水平的提高，人们也开始越来越关注自身的健康，医疗领域所用的X光机、CT设备、核磁设备普及程度也越来越高。但是传统的X光床板都是木头或则塑料板制作的，重量大、强度差、X射线穿透性也差，而且木质或者塑料床板也会产生较大的折射倾向，当射线以一定角度照射在这些床板上时，这些问题就更加明显。为了得到较好的治疗效果，就必须提高电压，增加照射剂量，这样对人体的危害就越大，也得不到理想的影像，浪费能耗。
此外，X光床面板也是X光机的重要部件之一，要求图像均匀即X光射线分布均匀，还要求X光射线有较高的穿透性，及床板的材料选择要合适，同时还要承受患者的重量，这就要求床板的强度要高，即具有较好的力学性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种碳纤维X光床板及其快速成型制备方法，克服了现有技术的不足，通过强度和刚度优良的聚甲基丙烯酸亚胺泡沫和复合材料纤维面板，制备出满足技术要求的X光床面板，除此之外，还对结构的铺层进行了优化设计，使其结构不仅满足力学性能的要求，还要使整个结构重量尽可能轻，铝当量尽可能低、图像尽可能均匀，从而达到医疗床板的标准。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种碳纤维X光床板，包括芯材层，所述芯材层两侧表面均铺设有纤维预浸料层，所述纤维预浸料层的外侧面均设置有高压装饰耐火板，所述芯材层、纤维预浸料层和高压装饰耐火板通过热压固化工艺成型形成所述X光床板。
优选地，所述纤维预浸料层的铺设角度为0°、+45°、-45°或90°。
优选地，所述纤维预浸料层为环氧基碳纤维预浸料，且纤维预浸料层的密度在40g/m²-300g/m² 之间。
优选地，所述环氧基碳纤维预浸料的环氧树脂含量为30%-60%。
优选地，所述芯材层采用聚甲基丙烯酸亚胺泡沫，且密度在40kg/m3-200kg/m3之间，厚度为6-50mm。
优选地，所述芯材层的左右两端面均设置有胶木板，所述胶木板上下两面均与纤维预浸料层相紧贴。
本发明还公开了一种碳纤维X光床板的快速成型制备方法，包括以下步骤：
（1）将环氧树脂胶液浸渍碳纤维制备成预浸料；
（2）将聚甲基丙烯酸亚胺泡沫、预浸料与高压装饰耐火板按预设顺序和铺设角度铺设在模具中，形成中间为预浸料、紧贴预浸料的两侧为聚甲基丙烯酸亚胺泡沫芯材层和高压装饰耐火板的复合铺层结构；
（3）采用热压固化成型工艺将复合铺层结构进行固化并脱模。
（4）将成型后的产品进行图像X光扫描，确保产品内部无杂质和异物；
（5）将所制得的床板两端夹持，中心区域承载180kg的载荷，以满足变形量的要求。
优选地，所述步骤（3）中的热压固化成型工艺的参数为：固化温度为120-200℃、保温时间为0.5h-2h，压力为0.5-2MPa。
本发明提供了一种碳纤维X光床板及其快速成型制备方法。具备以下有益效果：
（1）本发明采用高压装饰耐火板做为蒙皮材料，增加其表面耐磨性，用环氧基碳纤维预浸料做为增强材料，兼顾产品的强度和X光的透过率，用聚甲基丙烯酸亚胺泡沫做为夹芯层，不仅可以降低床板的重量，提高床板的刚性，还进一步提高X光的透过性。整体来说，X光床板的成本低、重量轻、X光的透过性好，适合在医疗行业大规模推广应用。
（2）本发明采用热压成型工艺，确保复合材料的致密性，缩短了工艺流程，减少引入杂质的风险，并且对环境很友好。
（3）本发明优化了铺层结构，并控制预浸料中的胶膜含量，减少了成型时床板开裂的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1 本发明的结构示意图；
图中标号说明：
1、芯材层；2、纤维预浸料层；3、高压装饰耐火板；4、胶木板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一：
如图1所示，本发明提供了一种碳纤维X光床板，包括芯材层1，所述芯材层1两侧表面均铺设有纤维预浸料层2，所述纤维预浸料层2的外侧面均设置有高压装饰耐火板3，所述芯材层1、纤维预浸料层2和高压装饰耐火板3通过热压固化工艺成型形成所述X光床板。
具有粘性的纤维预浸料层2可以服帖的铺设在芯材层1和高压装饰耐火板3上，使纤维预浸料层2与高压装饰耐火板3之间不容易出现浸润不良现象，并采用高压装饰耐火板3做为蒙皮材料，增加其表面耐磨性，纤维预浸料层2采用环氧基碳纤维预浸料，以增加产品的强度和X光的透过率，纤维预浸料层2的铺设角度可为0°、+45°、-45°或90°等任意角度，且纤维预浸料层2的密度在40g/m²-300g/m² 之间，通过调节纤维预浸料层2铺设角度可以调整产品的材料性能，可设计性较强；并且采用热压成型工艺，确保复合材料的致密性，缩短了工艺流程，减少引入杂质的风险，并且对环境很友好。
芯材层1在选材方面采用聚甲基丙烯酸亚胺泡沫，且密度在40kg/m3-200kg/m3之间，厚度为6-50mm。芯材层1的左右两端面还设置有胶木板4，所述胶木板4上下两面均与纤维预浸料层2相紧贴。不仅可以降低床板的重量，提高床板的刚性，还进一步提高X光的透过性。
实施例二：
一种碳纤维X光床板的快速成型制备方法，其步骤为：先将环氧树脂胶液浸渍碳纤维制备成预浸料，预浸料的纤维克重选择100g预浸料的含胶量为50%；将聚甲基丙烯酸亚胺泡沫、预浸料与高压装饰耐火板按预设顺序和铺设角度铺设在模具中，预浸料的铺层结构为0°/90°/0°，形成中间为预浸料、紧贴预浸料的两侧为聚甲基丙烯酸亚胺泡沫芯材层和高压装饰耐火板的复合铺层结构；采用热压固化成型工艺将复合铺层结构进行固化并脱模，且固化成型工艺的参数为：固化温度为120℃、保温时间为1h，压力为0.5MPa。
按上述制备方法所制得的床板进行图像X光扫描，显示床板灰度值均匀，没有坏点，扫描图像满足要求。
按上述制备方法所制得的床板两端夹持，中心区域承载180kg的载荷，得到变形量为5.1mm，满足变形量的要求。
实施例三：
一种碳纤维X光床板的快速成型制备方法，其步骤为：先将环氧树脂胶液浸渍碳纤维制备成预浸料，预浸料的纤维克重选择75g预浸料的含胶量为45%；将聚甲基丙烯酸亚胺泡沫、预浸料与高压装饰耐火板按预设顺序和铺设角度铺设在模具中，预浸料的铺层结构为0°/+45°/-45°/0°，形成中间为预浸料、紧贴预浸料的两侧为聚甲基丙烯酸亚胺泡沫芯材层和高压装饰耐火板的复合铺层结构；采用热压固化成型工艺将复合铺层结构进行固化并脱模，且固化成型工艺的参数为：固化温度为150℃、保温时间为0.5h，压力为1MPa。
按上述制备方法所制得的床板进行图像X光扫描，显示床板灰度值均匀，没有坏点，扫描图像满足要求。
按上述制备方法所制得的床板两端夹持，中心区域承载180kg的载荷，得到变形量为5.5mm，满足变形量的要求。
实施例四：
一种碳纤维X光床板的快速成型制备方法，其步骤为：先将环氧树脂胶液浸渍碳纤维制备成预浸料，预浸料的纤维克重选择150g预浸料的含胶量为53%；将聚甲基丙烯酸亚胺泡沫、预浸料与高压装饰耐火板按预设顺序和铺设角度铺设在模具中，预浸料的铺层结构为0°/90°/0°，形成中间为预浸料、紧贴预浸料的两侧为聚甲基丙烯酸亚胺泡沫芯材层和高压装饰耐火板的复合铺层结构；采用热压固化成型工艺将复合铺层结构进行固化并脱模，且固化成型工艺的参数为：固化温度为100℃、保温时间为2h，压力为1MPa。
按上述制备方法所制得的床板进行图像X光扫描，显示床板灰度值均匀，没有坏点，扫描图像满足要求。
按上述制备方法所制得的床板两端夹持，中心区域承载180kg的载荷，得到变形量为4.4mm，满足变形量的要求。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种碳纤维X光床板，包括芯材层（1），其特征在于，所述芯材层（1）两侧表面均铺设有纤维预浸料层（2），所述纤维预浸料层（2）的外侧面均设置有高压装饰耐火板（3），所述芯材层（1）、纤维预浸料层（2）和高压装饰耐火板（3）通过热压固化工艺成型形成所述X光床板。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维X光床板，其特征在于：所述纤维预浸料层（2）的铺设角度为0°、+45°、-45°或90°。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维X光床板，其特征在于：所述纤维预浸料层（2）为环氧基碳纤维预浸料，且纤维预浸料层（2）的密度在40g/m²-300g/m² 之间。
4.根据权利要求3所述的一种碳纤维X光床板，其特征在于：所述环氧基碳纤维预浸料的环氧树脂含量为30%-60%。
5.根据权利要求1所述的一种碳纤维X光床板，其特征在于：所述芯材层（1）采用聚甲基丙烯酸亚胺泡沫，且密度在40kg/m3-200kg/m3之间，厚度为6-50mm。
6.根据权利要求1所述的一种碳纤维X光床板，其特征在于：所述芯材层（1）的左右两端面均设置有胶木板（4），所述胶木板（4）上下两面均与纤维预浸料层（2）相紧贴。
7.一种碳纤维X光床板的快速成型制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将环氧树脂胶液浸渍碳纤维制备成预浸料；
（2）将聚甲基丙烯酸亚胺泡沫、预浸料与高压装饰耐火板按预设顺序和铺设角度铺设在模具中，形成中间为预浸料、紧贴预浸料的两侧为聚甲基丙烯酸亚胺泡沫芯材层和高压装饰耐火板的复合铺层结构；
（3）采用热压固化成型工艺将复合铺层结构进行固化并脱模；
（4）将成型后的产品进行图像X光扫描，确保产品内部无杂质和异物；
（5）将所制得的床板两端夹持，中心区域承载180kg的载荷，以满足变形量的要求。
8.根据权利要求7所述的一种碳纤维X光床板的快速成型制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的热压固化成型工艺的参数为：固化温度为120-200℃、保温时间为0.5h-2h，压力为0.5-2MPa。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113370605A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-09-10 | 上海市富力达科技股份有限公司 | 一种三明治结构的碳纤维复合材料板及其制备工艺 |
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2019
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