[發明專利]一種新型針刺三維立體結構件

在審

• 申請號: 201911338297.1
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN110952223A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 尹鋒
• 申請（專利權）人: 宜興市華恒高性能纖維織造有限公司
• 主分類號: D04H1/4374
• 分類號: D04H1/4374;D04H1/72;D04H1/48;D04H1/498
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;李曉峰

本發明公開了一種新型針刺三維立體結構件，該結構件為以下(Ⅰ)和(Ⅱ)中的任意一種：(Ⅰ)該結構件由多個網氈轉角度連續鋪層，依指定厚度壓制后，經分布均勻的特種刺針自動針刺穿透連接成型；(Ⅱ)該結構件由多個超薄平面織物與網氈組合轉角度連續鋪層，依指定厚度壓制后，經分布均勻的特種刺針自動針刺連接成型。結構層面纖維充分展寬，保證了型面的舒展性，避免局部纖維堆積形成空洞、折皺，有利于纖維自身強度的穩定發揮，新型的刺針及針刺方式可以保證層間的連接強度，大幅度降低了對結構層纖維的損傷，提高了后期使用壽命，連續鋪層工藝也縮短了制備周期，從而降低了生產成本。

技術領域

本發明屬于針刺結構件復合材料技術領域，尤其是涉及一種新型針刺三維立體結構件，該結構件整體性能一致，纖維損傷極小，三維強度優異并可快速成型。

技術背景

針刺三維立體結構件，與基體材料復合，制成結構材料，其突出的多種優良性能，廣泛應用于航空、航天、軍事、建筑等高端領域，然而現有針刺技術較多采用單層逐層重復針刺引入縱向纖維束連接增強，從而獲得具有縱向纖維束連接層面的結構件，其不足之處在于：通過逐層重復針刺引入纖維束，雖能使結構件層面保持連接，但已帶入的縱向纖維束也被連續針刺損傷嚴重，導致縱向連接力薄弱；其次，針刺過度頻繁，導致結構層面破壞嚴重，影響結構件力學性能的穩定性，導致后期使用壽命短。本發明針對現有技術的不足，提供了一種新型針刺三維立體結構件的制備技術。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本申請人提供了一種新型針刺三維立體結構件。本發明針刺三維立體結構件層間密度均勻一致，結構層面纖維充分展寬，保證了型面的舒展性，避免局部纖維堆積形成空洞、折皺，有利于纖維自身強度的穩定發揮，新型的刺針及針刺方式使縱向纖維束深度貫穿層面并充分連結，極大地保證了層間的連接強度，也大幅度降低了對結構層纖維的損傷，提高了后期使用壽命，連續鋪層工藝也縮短了制備周期，從而降低了生產成本；本發明新型針刺三維立體結構件的先進生產工藝使其在軍用、民用等領域中擁有廣闊的應用前景。

本發明的技術方案如下：

一種針刺三維立體結構件，該結構件為以下(Ⅰ)和(Ⅱ)中的任意一種：

(Ⅰ)該結構件由多個網氈轉角度連續鋪層，依指定厚度壓制后，經分布均勻的特種刺針自動針刺穿透連接成型；

(Ⅱ)該結構件由多個超薄平面織物與網氈組合轉角度連續鋪層，依指定厚度壓制后，經分布均勻的特種刺針自動針刺連接成型。

該三維立體結構件整體結構均勻一致，結構層面纖維充分展寬，層面纖維機械損傷極小，縱向纖維束深度均勻貫穿連接層面，層間連接力優異。

作為一種優選技術方案，所述的結構件(Ⅰ)采用以下步驟制備：

(1)將連續纖維經短切、開松、氣流循環制成纖維網氈；

(2)將步驟(1)制成的網氈仿型自動切片，仿型自動切片尺寸精準無偏差；

(3)將網氈仿型自動切片依據仿型形狀呈角度變化連續鋪設至指定的數目，形成新的結構單元；呈角度變化連續鋪設后的網氈仿型自動切片之間完全重合(切片的形狀可以為圓形或正方形，但不限于此)；

(4)采用仿型帶細孔雙層壓板將步驟(3)制得的新的結構單元依指定厚度壓制后，經均勻分布的特種刺針自動針刺連接成型，制得三維立體結構單元；

(5)以步驟(4)制備的三維立體結構單元作為針刺三維立體結構件；或者如果三維立體結構件的厚度需增加，在三維立體結構單元基礎上重復步驟(3)、步驟(4)直至達到結構件厚度要求。

作為一種優選技術方案，其特征在于，所述的結構件(Ⅱ)采用以下步驟制備：

(1)將連續纖維經短切、開松、氣流循環制成纖維網氈；