[發明專利]一種新結構立體織物及編織方法

有效

• 申請號: 201310045602.4
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN103088546A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 朱建勛;齊加勝;胡方田;周緒波;湯丹芬;喬志煒
• 申請（專利權）人: 中材科技股份有限公司
• 主分類號: D04C1/06
• 分類號: D04C1/06
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本發明涉及一種新結構立體織物及編織方法，該立體織物由三維多向結構和正交三向結構組合而成，即該織物包含兩種單胞結構，屬于立體織物編織技術領域。

背景技術

高性能纖維在三維空間多方向連續排布、相互交纏，形成的纖維織物稱為立體織物，作為增強體用于制作先進復合材料。復合材料的增強體形狀結構及其品質基本決定了復合材料性能。其中增強體的性能主要取決于纖維取向。以立體織物作為增強體的復合材料已成功應用于航空、航天等高技術領域，具有很好的發展前景。

正交三向織物的專利有美國專利US4038440、US4001478、US3955602和中國專利CN1068607A。美國專利US4038440、US4001478、US3955602公開了一種正交三向織物的制造方法，在纖維的矩陣中鋪放另兩個方向的纖維最終成型正交三向織物，成型的織物外形有矩形和回轉體等；中國專利CN1068607A公開了一種三軸向正交三向織物的新的織造方法，用織物織造正交三向織物，織物寬度可達100mm。

專利文獻《一種多向預成型制件的三維整體編織方法》（CN1827887A）中介紹的一種多向三維整體編織物采用的織物結構是四步法三維四向、五向或五向以上的三維結構。

對于受力復雜構件，即不同部位受力不同的構件，單一織物結構不能滿足其使用需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可靠性高、方便易行、纖維取向復雜、纖維體積含量可設計性強、纖維之間連續多的新結構立體織物及其制備方法，用該制備方法成型的新結構立體織物力學性能跟蹤性強。

本發明所述新結構立體織物由正交三向結構、三維多向結構兩種單胞結構組合而成，進一步的是正交三向結構與三維多向結構通過纖維之間的互相交纏組合而成。

上述三維多向結構是三維四向以上的結構。

本發明所述新結構立體織物的編織，可采用如下兩種方法之一：

編織方法一：首先進行三維四向結構的編織，在織物成型的四個側面中選擇任意一個側面，當纖維運動該側面時預留若干纖維，根據織物尺寸計算預留纖維長度、根據正交三向結構需要的體積密度計算預留纖維股數和根數，再繼續進入織物內部編織，直至三維四向結構編織完成；其次進行正交三向結構編織，將三維四向結構中預留的纖維作為正交三向結構中的一向，其它向根據設計要求植入相應纖維，即形成一種新結構立體織物。

編織方法二：首先進行正交三向結構編織，根據織物尺寸計算預留纖維長度和三維五向結構中體積密度計算預留纖維股數和根數，直至正交三向結構織物編織完成。其次進行三維五向結構編織，將正交三向結構中預留的纖維作為三維五向結構中的編織紗，即形成一種新結構立體織物。

與現有技術相比，本發明顯著優點是：

（1）本發明提出由正交三向結構和三維多向結構組合的新結構設計，實現了立體織物性能與構件受力情況一一對應的設計，特別是滿足復雜承力構件設計。

（2）實現了三維多向結構與正交三向結構的無縫連接，保證了整體織物中纖維的連續性，達到了織物結構可靠、力學性能好等要求。

（3）本發明提出將三維四向結構中工藝參數與正交三向結構中工藝參數進行分解對應，實現織物參數的可設計性。

附圖說明

圖1是本發明新結構立體織物中三維四向結構單胞圖。

圖2是本發明新結構立體織物中正交三向結構單胞圖。

圖3是本發明新結構立體織物中三維四向結構纖維預留圖。

圖3中，1為同束纖維中預留纖維，2為同束纖維中直接參與編織纖維。

圖4是本發明新結構立體織物中三維四向結構編織立體織物立體圖。

圖4中，右側為預留纖維。

圖5是本發明新結構立體織物中正交三向結構成型示意圖。

圖5中，3為已成型三維四向結構織物，4為三維四向結構預留纖維，5為Z向鋼針。

圖6是本發明新結構立體織物中正交三向結構將鋼針置換為纖維的示意圖。

圖7是本發明新結構立體織物由三維四向結構和正交三向結構組合的成型圖。

圖8是本發明新結構立體織物中三維五向結構單胞圖。

圖9是本發明新結構立體織物中正交三向結構纖維預留圖，其中X向為預留纖維。

圖10是本發明新結構立體織物由正交三向結構和三維四向結構組合的成型圖。

具體實施方式

下面結合附圖通過實施例來描述本發明的細節。

實施例1：織物采用三維四向結構與正交三向結構組合的新結構。