[發明專利]一種二維四軸編織套管預制件及其制備裝置和制備方法

有效

• 申請號: 202110352449.4
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113089178B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 燕春云;劉婷;王永利;高志成;王怡敏
• 申請（專利權）人: 江蘇恒神股份有限公司
• 主分類號: D04C3/40
• 分類號: D04C3/40;D04C1/00;D04C3/48
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 王玉

本發明公開一種二維四軸編織套管預制件，包括管狀的三軸編織層，三軸編織層包括沿預制件成型方向取向的0°方向纖維及與0°纖維交叉排列的+θ°纖維、?θ°纖維；三軸編織層的表面覆蓋有與預制件成型方向垂直的90°纖維層。本發明還公開一種二維四軸編織套管預制件制備裝置及制備方法，制備裝置包括立式圓形編織機和芯模，立式圓形編織機編織的纖維纏繞在所述芯模上；芯模的一側設有90°方向纖維退繞機構，90°方向纖維退繞機構上的纖維沿與預制件成型方向垂直的方向覆蓋在所述芯模上的纖維上。本發明可以實現二維編織套管預制件增加90°方向纖維層，提高預制件90°方向的拉伸性能，使該二維編織套管預制件的復合材料擁有更大的應用前景。

技術領域

本發明屬于碳纖維預制件制備領域，尤其涉及一種二維四軸編織套管預制件及其制備裝置和制備方法。

背景技術

傳統的編織技術一般通過圓環編織機來生產軟管、繩索、電纜等類似的管狀產品，而新型二維編織技術在傳統編織技術的基礎上，利用七軸機械臂夾持芯軸來控制芯軸的運動，通過沿預制件成型方向取向的多根紗線按照一定的規律傾斜交叉，使紗線相互交織在一起并包裹芯軸，實現大直徑復雜形狀的二維編織套管預制件的制備。

目前，利用圓環編織機制備的二維編織套管預制件內纖維最多三個軸向，包括沿預制件成型方向取向的0°方向、與0°方向成一定角度的θ°方向和-θ°方向(θ°90°)，缺乏與預制件成型方向垂直的90°方向纖維，導致90°方向的拉伸性能較弱，限制了該預制件的廣泛應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種二維四軸編織套管預制件及其制備裝置和制備方法，可以實現二維編織套管預制件增加90°方向纖維層，提高預制件90°方向的拉伸性能，使該二維編織套管預制件的復合材料擁有更大的應用前景。

為解決上述技術問題，本發明提供一種二維四軸編織套管預制件，包括管狀的三軸編織層，所述三軸編織層包括沿預制件成型方向取向的0°方向纖維及與0°纖維交叉排列的+θ°纖維、-θ°纖維；所述三軸編織層的表面覆蓋有與預制件成型方向垂直的90°纖維層。

優選地，所述0°θ°90°。

本發明還提供一種二維四軸編織套管預制件制備裝置，包括立式圓形編織機和芯模，所述立式圓形編織機編織的沿預制件成型方向取向的0°方向纖維及與0°纖維交叉排列的+θ°纖維、-θ°纖維纏繞在所述芯模上，所述芯模與驅動芯模運動的驅動裝置連接；所述芯模的一側設有90°方向纖維退繞機構，所述90°方向纖維退繞機構上的纖維沿與預制件成型方向垂直的方向覆蓋在所述芯模上的纖維上。

優選地，所述90°方向纖維退繞機構包括固定架，所述固定架上設有退繞筒，所述退繞筒上安裝有纖維紗錠，纖維穿過第一導輥、第二導輥纏繞在所述芯模上。

優選地，所述立式圓形編織機包括主框架和設置在主框架上的圓盤，所述圓盤的中心設有中心圓環，所述圓盤上分布有纖維紗錠。

優選地，所述驅動裝置為七軸機械臂。

本發明還提供一種二維四軸編織套管預制件制備方法，包括：

驅動裝置驅動芯模穿過立式圓形編織機的中心圓環；

利用立式圓形編織機在芯模上編織三軸編織層；

將90°方向纖維退繞機構上的纖維退繞，并固定在所述芯模尾部，驅動裝置夾持所述芯模以設計的速度旋轉，并按設計的速度和運動軌跡從立式圓形編織機的中心圓環退回，使所述90°方向纖維退繞機構上的纖維覆蓋在所述芯模三軸編織層表面；

待所述芯模需要覆蓋90°纖維的部位全部穿過所述中心圓環后，將90°纖維固定在所述芯模靠近頭端的位置，剪斷90°纖維，使所述芯模與所述90°方向纖維退繞機構上的纖維分離。

優選地，所述三軸編織層的編織方法為：