[發(fā)明專利]一種斜交法向增強(qiáng)2.5D織物及其織造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310637912.5
• 申請(qǐng)日: 2013-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103603124A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳利;孫緋;焦亞男;孫穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): D03D25/00
• 分類(lèi)號(hào): D03D25/00
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 李濟(jì)群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及立體織物織造技術(shù)，具體為一種斜交法向增強(qiáng)2.5D織物及其織造方法。

背景技術(shù)

2.5D織物（層層角連鎖結(jié)構(gòu)織物）作為三維機(jī)織物的典型結(jié)構(gòu)，通過(guò)經(jīng)緯紗相互交織，層層互鎖的織物結(jié)構(gòu)，將各系統(tǒng)的紗線在空間中形成具有一定規(guī)律的整體織物結(jié)構(gòu)。但在2.5D織物結(jié)構(gòu)中，經(jīng)紗系統(tǒng)呈現(xiàn)比較大的彎曲形狀，當(dāng)受到沿經(jīng)紗方向的壓縮載荷作用時(shí)，彎曲的經(jīng)紗更容易發(fā)生失穩(wěn)破壞，使得2.5D織物增強(qiáng)復(fù)合材料的經(jīng)向抗壓性能較差。法相增強(qiáng)2.5D織物結(jié)構(gòu)通過(guò)增加一定數(shù)量的貫穿織物厚度方向的紗線，從而提高紡織復(fù)合材料的抗沖擊性能和抗損傷容限。采用法向增強(qiáng)2.5D織物的復(fù)合材料具有結(jié)構(gòu)緊密、整體性好、力學(xué)性能優(yōu)良等特點(diǎn)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)大尺寸異型結(jié)構(gòu)件的近凈形成型，在航空、航天、能源、交通、體育等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

中國(guó)專利申請(qǐng)CN101208191A提出了各種類(lèi)型的三維機(jī)織結(jié)構(gòu)，從而滿足纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的致密性。通過(guò)設(shè)計(jì)包括2.5D角連鎖及其衍生結(jié)構(gòu)，多重緞紋結(jié)構(gòu)、多重平紋結(jié)構(gòu)滿足異形復(fù)合材料增強(qiáng)體各部分的外形尺寸要求和復(fù)合材料整體的性能要求。中國(guó)專利申請(qǐng)CN102227525A提出了利用多層三維編織織造技術(shù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)三維織物結(jié)構(gòu)可以在垂直于經(jīng)紗方向和緯紗方向上具有變厚度的結(jié)構(gòu)織物。中國(guó)專利申請(qǐng)CN101529000A提出了采用多連接的多層型優(yōu)化織法的三維織物結(jié)構(gòu)，所設(shè)計(jì)的編織結(jié)構(gòu)中經(jīng)緯紗非層層相連，而是經(jīng)緯紗多層型相連的方式，降低經(jīng)紗的彎曲角度，提高織物的可變形性能和抗沖擊性能。

傳統(tǒng)的法向增強(qiáng)2.5D織物結(jié)構(gòu)，法向紗系統(tǒng)與經(jīng)緯紗系統(tǒng)呈90°垂直貫穿織物的厚度方向，但在設(shè)計(jì)生產(chǎn)如高厚三維預(yù)制體結(jié)構(gòu)時(shí)，只排列垂直的貫穿厚度的紗線系統(tǒng)已不能滿足構(gòu)件的力學(xué)性能需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種斜交法向增強(qiáng)2.5D織物及其織造方法。該織物的法向紗線具有斜向貫穿織物厚度，整體性增強(qiáng)，力學(xué)性能提高等特點(diǎn)；該織造方法具有工藝簡(jiǎn)單，易于操作等特點(diǎn)。

本發(fā)明解決所述織物技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：設(shè)計(jì)一種斜交法向增強(qiáng)2.5D織物，包括經(jīng)紗系統(tǒng)、緯紗系統(tǒng)和法向紗系統(tǒng)，三個(gè)系統(tǒng)紗線相對(duì)獨(dú)立，分別按各自的規(guī)律運(yùn)動(dòng)織造，經(jīng)紗系統(tǒng)是多層經(jīng)紗結(jié)構(gòu)，經(jīng)紗層數(shù)可以根據(jù)所要求的織物厚度設(shè)計(jì)；緯紗系統(tǒng)位于經(jīng)紗系統(tǒng)的左或右側(cè)，垂直引入經(jīng)紗層，經(jīng)紗系統(tǒng)和緯紗系統(tǒng)相互交織形成層層角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)，其特征在于所述法向紗沿各自所在行列厚度方向的對(duì)角線方向斜向穿過(guò)織物厚度，法向紗經(jīng)過(guò)四個(gè)機(jī)器運(yùn)動(dòng)步驟后完成一次交織循環(huán)，法向紗排列在織物的最外層行和列經(jīng)紗的四周，并且經(jīng)紗與法向紗間隔排列。

本發(fā)明解決所述織造方法技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：設(shè)計(jì)一種斜交法向增強(qiáng)2.5D織物的織造方法，該織造方法適用于本發(fā)明所述的斜交法向增強(qiáng)2.5D織物，包括下述工藝步驟：

1)初始排紗；根據(jù)織物的形狀和尺寸要求,在三維織機(jī)的至少2層綜框的多眼綜絲上排列經(jīng)紗，經(jīng)紗的排列方式?jīng)Q定于織物骨架的截面形狀，排列后的初始狀態(tài)為M層N列經(jīng)紗；法向紗固定在載紗器上，載紗器排列在最外層行和列經(jīng)紗的四周，并且列經(jīng)紗與法向紗間隔排列；

2)第一次經(jīng)紗開(kāi)口運(yùn)動(dòng)；用提綜裝置控制一個(gè)綜框由初始位置上移一個(gè)經(jīng)紗的位置，控制另一個(gè)綜框由初始位置下移一個(gè)經(jīng)紗的位置，使兩組經(jīng)紗形成M+1層梭口；

3)第一次引入緯紗；在形成的M+1層梭口中依次由一個(gè)引緯裝置引入一根緯紗，或由多個(gè)引緯裝置同時(shí)在各個(gè)梭口中分別引入緯紗，打緯機(jī)構(gòu)向織口平移，把引入的該緯紗打入織口；

4)第一次法向紗運(yùn)動(dòng)；將攜紗器上的法向紗沿各自所在行列厚度方向的對(duì)角線方向斜向運(yùn)動(dòng)，貫穿織物的厚度，每一次法向紗運(yùn)動(dòng)兩步；

5)第二次經(jīng)紗開(kāi)口運(yùn)動(dòng)；提綜裝置控制一個(gè)綜框由初始位置下移一個(gè)經(jīng)紗的位置，控制另一個(gè)綜框由初始位置上移一個(gè)經(jīng)紗的位置，使兩組經(jīng)紗形成M+1層梭口；

6)第二次引入緯紗；在形成的M+1層梭口中，依次由一個(gè)引緯裝置引入一根緯紗，或由多個(gè)引緯裝置同時(shí)在各個(gè)梭口中分別引入緯紗，打緯機(jī)構(gòu)向織口平移，把引入的該緯紗打入織口；

7)第二次法向紗運(yùn)動(dòng)；使攜紗器上的法向紗繼續(xù)沿各自所在行列厚度方向的對(duì)角線方向，即與第一次法向紗運(yùn)動(dòng)方向呈90°交角的方向，斜向運(yùn)動(dòng)，貫穿織物的厚度，每一次法向紗運(yùn)動(dòng)兩步；

依此循環(huán)織造，制成斜交法向增強(qiáng)2.5D織物。