一种磁共振超导磁体拉杆的制造方法
【专利摘要】本发明涉及到一种磁共振超导磁体拉杆的制造方法，它由玻璃纤维、碳纤维或凯夫拉纤维分别与环氧树脂复合而成的复合材料，该方法包括如下步骤：步骤1：预浸料；步骤2：成型处理；步骤3：第一道烘箱预加热预固化；步骤4：第二道温控加热处理；步骤5：脱模处理；步骤6：切割；运用上述程序的操作，使得拉杆在低温至室温4-50K，50-300K范围内拉伸强度大于或等于500MPa，且漏热最小，提高磁共振成像系统稳定性，满足了磁共振成像系统中用于悬挂低温容器或冷屏的承重要求，延长了使用寿命。
【专利说明】一种磁共振超导磁体拉杆的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到超导磁体拉杆领域，特别涉及到一种用于悬挂超导磁体的低温容器及热屏蔽层的磁共振承重拉杆的制造方法。
【背景技术】
[0002]目前，超导磁体是磁共振成像系统的核心，超导磁体中设有低温容器等设备，为了保证系统正常运行和运输，拉杆的设计和制作尤为重要，在磁体系统中，拉杆的作用在于固定磁体、液氮容器和冷屏，在磁体系统正常工作时，拉杆的主要作用为悬挂承重液氮容器和冷屏，在运输过程中，注意来自不同方向的动载力，所以为了确保磁共振成像系统的稳定性和安全性，设计和制造的拉杆在强度和拉力上应有所提高，并且横截面积需要达到最佳宽度，如何制作出拉伸强度高、且漏热小成为需要迫切解决的问题。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种拉杆的制造方法，通过玻璃纤维预浸布、碳纤维或凯夫拉纤维预浸布通过里外层绕成跑道型，再通过烘箱烘干后一次成型的拉杆，该拉杆拉伸强度高、且漏热小。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种磁共振超导磁体拉杆的制造方法，它由玻璃纤维、碳纤维或凯夫拉纤维分别与环氧树脂复合而成的复合材料，该方法包括如下步骤。
[0005]步骤1:预浸料。
[0006]将环氧树脂体系浸涂在纤维织物上，所述纤维为玻璃纤维、碳纤维或凯夫拉纤维，预设一段时间段，根据预浸料类型不同，选择织物预浸布方式。
[0007]步骤2:成型处理。
[0008]根据拉杆长度和宽度要求不同，选取成型模具不同，成型模具选取长度为50mm-1000mm,模具宽度为5mm-100mm,所述模具为工型模板,两端设有带孔挡柱，两边挡柱中间夹设单板，并通过固定装置将单板与挡柱固定设置，模具两端还设有盖板，在其挡柱两边缝隙涂抹阻隔剂，并在其表面喷涂至少三次脱模剂，每隔5分钟喷涂一遍，将模具放置于张力装置内，将烘烤装置预热模具至55°C _65°C，根据单板宽度预设预浸布，将缠绕在张力装置上，在模具上绕制预浸布，其里层绕玻璃纤维预浸布、外层绕碳纤维或凯夫拉纤维预浸布，在绕制时加热预浸布起始段使其紧贴模具表面，模具两端通过加热装置加热，绕制一匝时施加8kg-10kg预紧力，使用压力板压平浸料表面，在缠绕第二圈时，加大18kg-20kg预紧力，绕制圈数根据拉杆使用类型而定，绕制完毕，形成拉杆坯料，加热预浸布最后一段并平整表面，从张力装置上卸下模具，盖上盖板，将模具放入夹板，紧固周边。
[0009]步骤3:第一道烘箱预加热预固化。
[0010]将模具设置在加热装置内，设定温度为120°C _125°C，30分钟后取出紧固模具，待温度升至125度前紧固至少5次模具，3小时后观察环氧树脂固化情况，固化后取出。[0011]步骤4:第二道温控加热处理。
[0012]打开温控加热器，设定温控器温度为120°C _125°C，待温度升至80°C时紧固模具，每隔15分钟紧固一次模具，待温度升至125°C后停止紧固，在125°C下保持2.5小时观察和判断是否固化，确认固化，关闭加热器及温控。
[0013]步骤5:脱模处理。
[0014]拉杆成品后，初步测量两侧的单边厚度，是否一致。
[0015]步骤6:切割。
[0016]固定拉杆，采用切割、据割、打磨的方式将拉杆加工成2mm -20mm宽度的拉杆成品，切割完成后，测量尺寸。
[0017]优选地，所述步骤2中成型的拉杆坯料为环形跑道，在制造过程中，玻璃纤维呈经线方向拉伸。
[0018]优选地，所述拉杆承受4K-50K低温和50K-300K室温。
[0019]采用如上技术方案后，将预浸布绕制在模具上，绕制一匝时施加IOkg预紧力，使用压力板压平浸料表面，绕制过程中需用加热器加热模具两端部分，确保环氧融化并及时平整表面，在第一圈之后应加大20kg预紧力，绕制完成后进行二道加热处理，其中采用一道加热装置的烘烤，烘烤过程中一次成型，进行紧固模具，确保树脂在流动性最好时被挤出，用力挤压流出的环氧树脂及模具两端圆弧部位的树脂，使得拉杆坯料内水分挥发速度更快，加快固化，之后使用温控加热，紧固模具，充分固化，通过实验证明:运用上述程序的操作，使得拉杆在低温至室温4-50K，50-300K范围内拉伸强度大于或等于500 MPa,且漏热最小，提高磁共振成像系统稳定性，满足了磁共振成像系统中用于悬挂低温容器或冷屏的承重要求，延长了使用寿命。
【具体实施方式】
[0020]实施例一。
[0021]本发明公开了一种磁共振超导磁体拉杆的制造方法，它由纤维和树脂复合而成的复合材料，该方法包括如下步骤。
[0022]步骤1:预浸料。
[0023]将环氧树脂体系浸涂在纤维织物上，所述纤维为玻璃纤维和碳纤维，预设一定时间段，根据预浸料类型不同，选择织物预浸布方式。
[0024]步骤2:成型处理。
[0025]根据拉杆长度和宽度要求不同，选取成型模具不同，成型模具选取长度为50mm，模具宽度为5mm。
[0026]所述模具为工型模板，两端设有带孔挡柱，两边挡柱中间夹设单板，并通过固定装置将单板与挡柱固定设置，模具两端还设有盖板，在其挡柱两边缝隙涂抹阻隔剂，使用清洁剂清洁模具、盖板及夹板表面，并在其表面喷涂至少三次脱模剂，每隔5分钟一遍，盖板的两面及棱边都要喷涂，将模具放置于张力装置内，将烘烤装置预热模具至55°C，根据单板宽度预设预浸布，将缠绕在张力装置上，在模具上绕制预浸布，其里层绕玻璃纤维预浸布、夕卜层绕碳纤维预浸布，在绕制时加热预浸布起始段使其紧贴模具表面，模具两端通过加热装置加热，确保环氧树脂融化并及时平整表面，缠绕一匝时施加8kg预紧力，使用单板压平浸料表面，在绕制第二圈时，加大18kg预紧力，绕制圈数根据拉杆使用类型而定，绕制完毕，形成拉杆坯料，加热预浸布最后一段并平整表面，使用底纸保护模具，从张力装置上卸下模具，盖上盖板，将模具放入夹板，紧固周边，用改锥清理多余的树脂。
[0027]步骤3:第一道烘箱预加热预固化。
[0028]将模具设置在加热器内烘烤，设定温度为120°C，30分钟后取出紧固模具，待温度升至125度前紧固至少5次模具，确保树脂在流动性最好时被挤出，3小时后观察环氧树脂固化情况，用力挤压流出的环氧树脂及模具两端圆弧部位的树脂，若硬化则完全固化，反之则放入烤箱继续烘烤，固化后取出；
步骤4:第二道温控加热处理。
[0029]在加热棒上涂抹导热硅脂后插入单板，使用保温棉包裹单板，打开温控加热器，设定温控器温度为120°C，观察并记录温度，待温度升至80°C时紧固模具，每隔15分钟紧固一次模具，待温度升至125°C后停止紧固，在125°C下保持2.5小时观察和判断是否固化，确认固化，关闭加热器及温控；
步骤5:脱模处理。
[0030]拉杆成品后，初步测量两侧的单边厚度，是否一致。
[0031]步骤6:切割。
[0032]用夹具夹紧拉杆，根据需要切割工具切割拉杆，切割成5mm宽度的拉杆成品，切割完成后，测量尺寸。
[0033]所述步骤2中成型的拉杆坯料为环形跑道，在制造过程中，玻璃纤维呈经线方向拉伸，所述拉杆承受4K低温和50K室温。
[0034]实施例二。
[0035]步骤1:预浸料。
[0036]将环氧树脂体系浸涂在纤维织物上，所述纤维为玻璃纤维和凯夫拉纤维，预设一定时间段，根据预浸料类型不同，选择织物预浸布方式。
[0037]步骤2:成型处理。
[0038]根据拉杆长度和宽度要求不同，选取成型模具不同，成型模具选取长度为1000mm,模具宽度为100mm。
[0039]所述模具为工型模板，两端设有带孔挡柱，两边挡柱中间夹设单板，并通过固定装置将单板与挡柱固定设置，模具两端还设有盖板，在其挡柱两边缝隙涂抹阻隔剂，使用清洁剂清洁模具、盖板及夹板表面，并在其表面喷涂至少三次脱模剂，每隔5分钟一遍，盖板的两面及棱边都要喷涂，将模具放置于张力装置内，缠绕前用加热器烘烤预热模具至65°C，根据单板宽度预设预浸布，将缠绕在张力装置上，在模具上绕制预浸布，其里层绕玻璃纤维预浸布、外层绕凯夫拉纤维预浸布，在绕制时加热预浸布起始段使其紧贴模具表面，模具两端通过加热装置加热，确保环氧树脂融化并及时平整表面，缠绕一匝时施加IOkg预紧力，使用单板压平浸料表面，在绕制第二圈时，加大20kg预紧力，绕制圈数根据拉杆使用类型而定，绕制完毕，形成拉杆坯料，加热预浸布最后一段并平整表面，使用底纸保护模具，从张力装置上卸下模具，盖上盖板，将模具放入夹板，紧固周边，用改锥清理多余的树脂。
[0040]步骤3:第一道烘箱预加热预固化。
[0041]将模具设置在加热器内烘烤，设定温度为125°C，30分钟后取出紧固模具，待温度升至125度前紧固至少5次模具，确保树脂在流动性最好时被挤出，3小时后观察环氧树脂固化情况，用力挤压流出的环氧树脂及模具两端圆弧部位的树脂，若硬化则完全固化，反之则放入烤箱继续烘烤，固化后取出。
[0042]步骤4:第二道温控加热处理。
[0043]在加热棒上涂抹导热硅脂后插入单板，使用保温棉包裹单板，打开温控加热器，设定温控器温度为125°C，观察并记录温度，待温度升至80°C时紧固模具，每隔15分钟紧固一次模具，待温度升至125°C后停止紧固，在125°C下保持2.5小时观察和判断是否固化，确认固化，关闭加热器及温控。
[0044]步骤5:脱模处理。
[0045]拉杆成品后，初步测量两侧的单边厚度，是否一致。
[0046]步骤6:切割。
[0047]用夹具夹紧拉杆，根据需要切割工具切割拉杆，切割成20mm宽度的拉杆成品，切割完成后，测量尺寸。
[0048]所述步骤2中成型的拉杆坯料为环形跑道，在制造过程中，玻璃纤维呈经线方向拉伸，所述拉杆承受50K低温和300K室温。
【权利要求】
1.一种磁共振超导磁体拉杆的制造方法，其特征在于:它由玻璃纤维、碳纤维或凯夫拉纤维分别与环氧树脂复合而成的复合材料，该方法包括如下步骤: 步骤1:预浸料； 将环氧树脂体系浸涂在纤维织物上，所述纤维为玻璃纤维、碳纤维或凯夫拉纤维，预设一段时间段，根据预浸料类型不同，选择织物预浸布方式； 步骤2:成型处理； 根据拉杆长度和宽度要求不同，选取成型模具不同，成型模具选取长度为50mm-1000mm,模具宽度为5mm-100mm,所述模具为工型模板,两端设有带孔挡柱，两边挡柱中间夹设单板，并通过固定装置将单板与挡柱固定设置，模具两端还设有盖板，在其挡柱两边缝隙涂抹阻隔剂，并在其表面喷涂至少三次脱模剂，每隔5分钟喷涂一遍，将模具放置于张力装置内，将烘烤装置预热模具至55°C _65°C，根据单板宽度预设预浸布，将缠绕在张力装置上，在模具上绕制预浸布，其里层绕玻璃纤维预浸布、外层绕碳纤维或凯夫拉纤维预浸布，在绕制时加热预浸布起始段使其紧贴模具表面，模具两端通过加热装置加热，绕制一匝时施加8kg-10kg预紧力，使用压力板压平浸料表面，在缠绕第二圈时，加大18kg-20kg预紧力，绕制圈数根据拉杆使用类型而定，绕制完毕，形成拉杆坯料，加热预浸布最后一段并平整表面，从张力装置上卸下模具，盖上盖板，将模具放入夹板，紧固周边； 步骤3:第一道烘箱预加热预固化； 将模具设置在加热装置内，设定温度为120°C _125°C，30分钟后取出紧固模具，待温度升至125度前紧固至少5次模具，3小时后观察环氧树脂固化情况，固化后取出； 步骤4:第二道温控加热处理； 打开温控加热器，设定温控器温度为120°C _125°C，待温度升至80°C时紧固模具，每隔15分钟紧固一次模具，待温度升至125°C后停止紧固，在125°C下保持2.5小时观察和判断是否固化，确认固化，关闭加热器及温控； 步骤5:脱模处理； 拉杆成品后，初步测量两侧的单边厚度，是否一致； 步骤6:切割； 固定拉杆，采用切割、据割、打磨的方式将拉杆加工成2mm -20mm宽度的拉杆成品，切割完成后，测量尺寸。
2.根据权利要求1所述拉杆的制造方法，其特征在于:所述步骤2中成型的拉杆坯料为环形跑道，在制造过程中，玻璃纤维呈经线方向拉伸。
3.根据权利要求1所述拉杆的制造方法，其特征在于:所述拉杆承受4K-50K低温和50K-300K 室温。
【文档编号】B29C70/30GK103950206SQ201410132058
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2014年4月3日
【发明者】陈继禹, 高而震, 宁立波, 雷勇, 涂炜旻, 马启元 申请人:江苏美时医疗技术有限公司