专利名称：一种复合结构型材及立体定位床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种型材，尤其涉及一种重量轻、强度高的复合结构型材。
背景技术：
立体定位床是放疗设备中用于承载人体并固定治疗坐标的部件，由于其在应用时具有上下、左右和前后三个维度的运动，从而使病人的病灶定位在放疗设备射线聚焦的交点处，因此得名为立体定位床。现有的立体定位床是以碳纤维为主要材料的一种一体成形的实体结构，碳纤维由于其低密度、耐摩擦、震动衰减性高、以及射线穿透性高，非磁体但有电磁屏蔽性等特点而被主流使用。然而由于碳纤维生产工艺复杂，国内技术不成熟，目前大都依赖进口，成本相当高昂，在实体结构中大量使用的碳纤维显然不经济。那么，如何研究出一种材料或技术，使其既满足立体定位床的使用要求如低密度、高强度、射线穿透性高以及无磁性等，又能适度降低设备的制造成本，将是国民生产经济中一项重要的课题。日本，欧洲，美国等发达国家有很好的耐高温、高强度的发泡材料，例如专利号力 US5888642 白勺禾!J&Jf 白勺一禾中 “syntactic foam core material for composite structures"(复合结构的复合发泡塑料核心材料)，这种耐高温、高强度的发泡材料密度小，然而，由于我们国家的技术水平不高，导致了即使从这些国家进口这种耐高温、高强度的发泡材料，也无法对这种材料进行成型。现有技术中有许多关于在中空的壳体内填充填充物来完成要解决的技术问题的专利或专利申请，例如专利号为“200720094558. 6”的中国专利公开的一种“用于空心型材成形的填充物”，解决空心铝合金型材弯曲时产生的凹陷问题，提高成型质量；申请号为 “200510032838. χ”的中国专利申请公开的一种“向空心外壳内加入填充物的方法”，解决的问题是防止填充物移动，固定外壳形状，从而提高玩具的品质；以上所述的现有技术均没有解决以上所述立体定位床存在的问题。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种复合结构型材，解决现有技术中放射治疗设备中使用的立体定位床成本高的问题，即实现了一种比重小、强度高的复合结构型材，满足了立体定位床的材质要求，而且适型性好，便于制造符合人体治疗状态下的治疗床体。为解决以上技术问题，本发明提供一种复合结构型材，包括壳体，具有空腔；填充于所述壳体的空腔的粒状体，粒状体的比重彡0. 5 ；以及填充于所述壳体的空腔的粘合剂，粘合所述粒状体。可选的，所述粒状体选自泡沫球、空心玻璃球、空心陶瓷球、空心金属球、塑料球中的一种或其任意组合。可选的，所述粘合剂包括热固性树脂或者热塑性树脂。可选的，所述热固性树脂选自环氧树脂、酚醛树脂或其组合。
可选的，所述粘合剂选自PVC胶水、PVC胶黏剂中的一种或其组合。可选的，所述壳体具有至少一开口。可选的，所述粘合剂为环氧树脂和固化剂的混合物，其中环氧树脂和固化剂的重量比为2 1。可选的，所述壳体材料为碳纤维。本发明还提供一种立体定位床，包括平板状的本体，所述本体包括一底部和一盖设于所述底部的盖部；所述底部包括多个连接在一起的板块状部件，所述板块状部件使用以上所述的复合结构型材。可选的，所述壳体为方形。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明提供的型材在壳体的空腔填充轻质(比重< 0. 5)的粒状体，并且粒状体通过填充于壳体的空腔内的粘合剂粘合在一起；当粘合剂和粒状体固结后，此种型材重量轻， 且具有高强度；而且由于粒状体和粘合剂适形性好，因此，可以制造出各种形状的型材。本发明的立体定位床将用于躺人的平板状的本体分为底部和盖设于底部的盖部； 其中底部包括多个连接在一起的板块状部，所述板块状部件使用以上所述的复合结构型材。和现有技术中一体成型的立体定位床相比，其成本大大降低，重量轻，并且可以满足立体定位床对强度的要求。
图1为本发明具体实施例的复合结构型材的立体结构示意图；图2为本发明具体实施例的复合结构型材的截面部分放大示意图；图3为立体定位床的立体结构示意图。
具体实施例方式本发明具体实施方式
的复合结构型材在壳体的空腔内填充轻质(比重< 0. 5)的粒状体，并且粒状体通过填充于壳体空腔内的粘合剂粘合在一起；当粘合剂和粒状体固结后，此种复合结构型材重量轻，强度高，适形性好。下面结合附图对本发明具体实施例的复合结构型材做详细说明。图1为本发明具体实施例的型材的立体结构示意图，图2为本发明具体实施例的型材的截面部分放大示意图，图中以长方体状的型材为例进行说明。参考图1，结合参考图 2，本发明的型材包括壳体10，其包括空腔11 ；填充于所述空腔内的粒状体13，该粒状体比重< 0. 5 ；填充于所述空腔11内的粘合剂14，用于粘合所述粒状体13。在图示所示的本发明的具体实施例中，壳体10为长方体状，其具有至少一开口， 在本发明具体实施例的长方体状壳体，壳体10在其一端面上具有一开口 15，粒状体13通过壳体10的开口 15装设于所述空腔11内，粒状体13填满所述空腔11为佳。在本发明的具体实施例中壳体10采用的材料为碳纤维，然而此材料并不为本发明的限定，在其他具体的实例中，壳体10可以采用铝、合金等材料，壳体10的壁厚可以根据实际使用的需要进行设定，在此不做限定。需要说明的是，图示仅为表明本发明的实质，并没有对附图进行和实物完全相同的表示，在本发明的具体实施例中，壳体10可以为任意形状，根据实际使用本发明的复合结构型材的需要，使用符合实际使用需求的形状，以放射治疗设备的立体定位床为例，壳体10的形状可以为治疗床的形状。在本发明中，粒状体13为轻质颗粒状，其可以选自泡沫球、空心玻璃球、空心陶瓷球、空心金属球、塑料球中的一种或其任意组合，也就是说，粒状体13要选择比重小的颗粒状物体，本实施例选用普通泡沫球，其比重为0. 2，因此重量很轻，将泡沫球作为粒状体13 填充入壳体10的空腔11内时，由于泡沫自身的重量很轻，因此可以使本发明具体实施例的型材重量很轻，在与粘合剂粘结在一起时具有比泡沫自身强度高几十倍的强度。在本发明的其他具体实施例中，如对射线屏蔽和磁性无要求的情况下，粒状体13也可以选择金属球，但是由于金属球的比重大，如果采用实心金属球将不能满足本发明的型材重量轻的特点，因此选用金属球作为粒状体填充壳体10的空腔时，可以选用空心的金属球，空心占整体金属球的比率越大，金属球的比重越小，重量也就越轻，可以更好的满足本发明的型材重量轻的特点。另外也可以选用空心的玻璃球作为粒状体。以上所述均是以一种颗粒状物体作为粒状体填充中空壳体的空腔，在本发明的其他实施例中，粒状体的种类不限于一种，也可以是以上所述的泡沫球、空心玻璃球、空心陶瓷球、空心金属球、塑料球的任意组合。以上所述的粒状体仅为例举，而非穷举。在本发明的具体实施例中，所述粘合剂包括热固性树脂或者热塑性树脂；其中，所述热固性树脂选自环氧树脂、酚醛树脂或其组合。所述粘合剂也可选自PVC胶水、PVC胶黏剂中的一种或其组合。在本发明的较佳实施例中，粘合剂选用环氧树脂，当粘合剂和粒状体固结后，此种型材进一步具有耐高温的特性。在本发明的优选实施例中，粘合剂为环氧树脂和固化剂的混合物，环氧树脂和固化剂的重量比为2 1。本发明的型材，可以根据中空壳体的形状而具有不同的形状，可以用于各种需要使用轻质、且耐高温、高强度的场合，例如还可以用于航空航天中的飞机机翼。下面以优选具体实施例的复合结构型材制作试验为例说明本发明具体实施例的复合结构型材的形成方法，将3克的粒状体与60克环氧树脂、30克固化剂的在温度为23°C 时搅拌均勻，放置2 2. 5小时后，再进行一次搅拌，将下沉的环氧树脂、固化剂的混合物搅拌均勻后将其装填入体积为120mm*98mm*18mm的壳体的空腔内，然后放置装填好的壳体， 放置的时间根据温度的不同而不同，在该具体实施例中，在温度为23°C时，放置的时间为3 天，在环氧树脂、固化剂组成的粘合剂固化后复合结构型材即可达到高强度的特点。粒状体和粘合剂牢牢的粘结在一起具有高强度。其中，粘合剂的固结方式根据选用的粘合剂种类的不同，会采用不同固化的方式，例如本发明具体实施例中，采用热固性树脂中的环氧树脂与固化剂的混合物作为粘合剂使用时，利用将环氧树脂、固化剂以及粒状体搅拌均勻后放置适当时间的方法使其固化。根据以上所述的复合结构型材，本发明将该复合结构型材应用于立体定位床，图3 为立体定位床的立体结构示意图，参考图3，本发明的立体定位床包括平板状的本体20， 所述本体20包括一底部21和一盖设于所述底部的盖部(图中未示)；所述底部21包括多个连接在一起的板块状部件22，所述板块状部件使用以上所述的复合结构型材。在本发明的具体实施例中，所述板块部件的壳体23为方形，在本发明中的壳体23对应于以上所述的复合结构型材包括的壳体10。在其他实施例中，所述板块部件的壳体可以为三角形，圆形等。在本发明的该具体实施例中，立体定位床还包括一头腔24，两侧壁25，其中两侧壁25 呈弧形并与所述的本体连接，所述头腔24呈类拱形状，于所述两侧壁25连接。头腔24和两侧壁25由炭纤维形成。在制造以上所述的立体定位床时，可以首先根据以上所述的制造复合结构型材的方法形成立体定位床中包括的板块状部件，然后将各个板块状部件连接一起，并将底部包括的其他部件连接起来形成立体定位床的底部。也可以首先提供包括各个连接在一起的壳体23的底部21，然后在各个壳体23内填充粒状体和粘合剂，其方法请参考以上所述的形成复合结构型材的方法。底部形成后，将盖体盖设于底部并进行连接。本发明的立体定位床将用于躺人的平板状的本体分为底部和盖设于底部的盖部； 其中底部包括多个连接在一起的板块状部，所述板块状部件使用以上所述的复合结构型材。和现有技术中一体成型的立体定位床相比，其成本大大降低，重量轻，并且可以满足立体定位床对强度的要求。本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种复合结构型材，其特征在于，包括壳体，具有空腔；填充于所述壳体的空腔的粒状体，其比重< 0. 5 ；以及填充于所述壳体的空腔的粘合剂，粘合所述粒状体。
2.如权利要求1所述的复合结构型材，其特征在于，所述粒状体选自泡沫球、空心玻璃球、空心陶瓷球、空心金属球、塑料球中的一种或其任意组合。
3.如权利要求1或2任一项所述的复合结构型材，其特征在于，所述粘合剂包括热固性树脂或者热塑性树脂。
4.如权利要求3所述的复合结构型材，其特征在于，所述热固性树脂选自环氧树脂、酚醛树脂或其组合。
5.如权利要求4所述的复合结构型材，其特征在于，所述粘合剂为环氧树脂和固化剂的混合物，其中环氧树脂和固化剂的重量比为2 1。
6.如权利要求1或2任一项所述的复合结构型材，其特征在于，所述粘合剂选自PVC胶水、PVC胶黏剂中的一种或其组合。
7.如权利要求1所述的复合结构型材，其特征在于，所述壳体具有至少一开口。
8.如权利要求1所述的复合结构型材，其特征在于，所述壳体材料为碳纤维。
9.一种立体定位床，其特征在于，包括平板状的本体，所述本体包括一底部和一盖设于所述底部的盖部；所述底部包括多个连接在一起的板块状部件，所述板块状部件使用权利要求1至8任一项所述复合结构型材。
10.如权利要求9所述的立体定位床，其特征在于，所述壳体为方形。
全文摘要
一种复合结构型材及立体定位床，包括壳体，具有空腔；填充于所述壳体的空腔的粒状体；填充于所述壳体的空腔的粘合剂，粘合所述粒状体。此种复合结构型材比重小，强度高，适型性好，适用场合广泛。
文档编号A61N5/00GK102309820SQ20101022187
公开日2012年1月11日 申请日期2010年6月29日 优先权日2010年6月29日
发明者宋世鹏 申请人:上海世鹏实验室科技发展有限公司, 宋世鹏