[发明专利]一种复合材料专用Z向零张力缝合针及其使用方法

说明书

一种复合材料专用Z向零张力缝合针及其使用方法，涉及复合材料编织成型领域，设有针体，针体上侧设有纱线引导滑槽，针体前端设有穿刺针尖，穿刺针尖后部设有针头穿线孔，穿刺针尖后部设有针头导线孔；穿刺针尖下侧上设有穿刺平台，穿刺针尖上设有穿线槽。使用方法为：对厚度为D的平铺层进行缝合；纱线经引导滑槽、针头导线孔出针头至少1mm；缝合时，针体向前运动，穿刺针尖带动纱线穿过平铺层后继续向前运行1mm‑D；针体向后运动、穿刺针尖前端脱离平铺层后，针体平动至少1mm，重复上述动作，完成缝合操作。本发明具有结构简单、使用方便，不会破坏平铺层结构及其纤维线，产品性能佳、一致性高等优点。

技术领域

本发明涉及复合材料编织成型领域，详细讲是一种结构简单、使用方便，不会破坏平铺层结构及其纤维线，纵向（Z向）置入的连续纤维线不会断裂，产品性能佳、一致性高的复合材料专用Z向零张力缝合针及其使用方法。

背景技术

我们知道，陶瓷基复合材料和树脂基复合材料是以玻纤、碳纤维或其他高性能连续纤维作为增强体的轻质、高强度、高模量的新型材料，在航空结构件和摩擦件，航天耐烧蚀部件以及新能源汽车上有着广泛的应用。其中复合材料层合板是一类适合大型构件的常用复合材料。

常规复合材料层合板一般采用单向碳纤维布或经纬编织布按照不同铺层夹角进行铺层，或者直接采用多轴向布进行铺层，然后注射树脂模压固化成型。当承受较大的完全载荷或者交变载荷时，由于层间（Z向）缺乏连续纤维增强，层间抗剪切较弱，因此容易导致使用过程中出现开层的破坏现象，影响复合材料的可靠性。因此，复合材料层合板在平面（X，Y平面）内铺层的同时，需要在厚度方向（Z向）置入连续纤维（碳纤维、玻纤、芳纶或者其他高性能连续），以提高层间剪切力。现有的在复合材料层合板厚度方向加入连续纤维一般是采用传统的钩针缝合，现有的这种使用钩针向复合材料层合板厚度方向加入连续纤维的工艺，钩针易误勾到平铺层（X，Y平面层）的纤维线、破坏平铺层结构及纤维线，且在缝合（平铺层）的厚度大于20mm的时，容易导致纵向（Z向）置入的连续纤维断线，影响最终产品性能、使其一致性差。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便，不会破坏平铺层结构及其纤维线，纵向（Z向）置入的连续纤维线不会断裂，产品性能佳、一致性高的复合材料专用Z向零张力缝合针及其使用方法。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种复合材料专用Z向零张力缝合针，设有呈杆状的针体，针体上侧设有轴向设置的纱线引导滑槽，针体前端设有呈锥状的穿刺针尖，穿刺针尖后部或穿刺针尖后部及针体前端部设有与引导滑槽前端相连、与针体轴线呈10°-25°夹角、由后至前向下倾斜的针头穿线孔，针头穿线孔下侧的穿刺针尖后部或穿刺针尖后部及针体前端部上设有由后至前向上倾斜、与针头穿线孔连通的针头导线孔，针头导线孔与针头穿线孔间夹角不小于90°，针头导线孔前端面与针头穿线孔前端面于穿刺针尖中部或中后部相交；穿刺针尖下侧上设有由穿刺针尖前端至穿刺针尖长度的0.25-0.5倍处的穿刺平台，穿刺针尖轴线位于穿刺平台上，穿刺平台后侧的穿刺针尖上设有与穿刺平台位于同一平面、后侧与针头导线孔和/或针头穿线孔相交、宽度与针头穿线孔直径相同的穿线槽。

本发明中所述的针头导线孔与针头穿线孔间夹角优选91-95°。

本发明中所述的呈锥状的穿刺针尖的锥形母线为弧形。弧形的半径为穿刺针尖轴向长度的6-10倍。

本发明中所述的引导滑槽由导向限位槽和纱线缓存槽组成，纱线缓存槽位于针体前部，导向限位槽位于纱线缓存槽后侧；纱线缓存槽的横截面大于导向限位槽横截面。针头穿线孔后端与纱线缓存槽前端连通。