一種異型編織物的制織方法
2023-06-28 14:24:16 1
專利名稱：一種異型編織物的制織方法
技術領域：
本發明涉及一種三維編織物的制織技術，具體是一種三維異型整體編織物的制織技術。
背景技術：
更高強度、更高模量、更輕質量、更低成本一直是先進複合材料發展的方向。三維編織複合材料是先進複合材料的重要組成部分。先進複合材料具有高的比強度和高的比模量。三維異型整體編織複合材料理想的形成方式是首先利用三維編織技術編織成三維異型整體編織物，亦稱三維預型件，然後將其再與樹脂複合成型而成。三維預型件整體性好、纖維在空間呈多向的網絡交繞狀態，紗線連續，力學性能較高，因此可在各行各業，尤其是航天航空等高技術領域得到廣泛應用。理想的三維異型整體編織物應該能達到以下結構和性能的要求三維異型整體編織物的設計與制織要方便易行；三維異型整體編織物的組成纖維儘可能按受力負載方向排列，一般與編織物軸線成平行狀態，以降低伸長變形，提高三維異型整體編織物的拉伸模量及強度；三維異型整體編織物的表面的磨損或局部的損壞不應形成損傷的擴散甚至編織物的解體。目前，三維整體編織物主要通過傳統的四步法三維編織或二步法三維編織來形成。但無論哪種，都存在著如下不足之處首先，對包括T字形或工字形等在內的形態複雜的異型編織物，在設計和制織操作中，都存在較大難度。例如，四步法的編織體由於在成型過程中，是將一個複雜的橫截面分解成若干個常規矩形，採用四步法編織這些單元「拼接」編織而成的。其次，編織物中的編織纖維或紗線，或稱動紗，不容易做到平行於編織物軸線，這就做不到充分利用紗線的拉伸模量等力學性能了。例如在四步法三維編織中，任意一根編織紗線都將在編織體內到處「遊走」，相互間進行交叉穿插，總是呈現從編織體一個側面斜向到達另一個側面的曲折狀態；又例如在二步法三維編織中，因為是穿插「捆綁」結構，紗線也成為了曲折狀態。再者，因為四步法或二步法編織體的編織紗線，總是呈貫穿編織體的狀態，特別是二步法的穿插「捆綁」方式，使得編織物發生表面磨損或局部損壞時，極易形成損傷的擴散甚至造成編織物的解體。
發明內容
為了克服現有三維異型整體編織物在設計制織上的困難以及編織纖維或紗線不平行於編織體軸線而容易伸長變形、表面磨損或局部損壞極易向其他部位擴散的不足，本發明提供一種三維異型整體編織物的制織技術。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是首先根據所要編織的異型編織物的橫截面形狀，在編織機上將組成異型編織物的各根編織紗線進行編織體的相似形的排列，並且在這種排列中，所有的紗線在縱橫方向按交錯點陣的規律排列。然後在編織的繼續中，採用上下左右四步一循環的運行步驟，對同一橫列或同一縱行中的編織紗線，進行逐根編織紗線的換位移動，以如此方式來完成一個編織循環的編織；其結果是使異型編織物中的每根編織紗線與周圍的編織紗線的相鄰關係始終不變，與並且只與相鄰的編織紗線絞繞。上述的紗線在縱橫方向成交錯點陣的規律排列為奇數橫列的編織紗線與偶數橫列的編織紗線在橫向成間位排列，奇數縱行的編織紗線與偶數縱行的編織紗線在縱向也成間位排列。上述的採用上下左右四步一循環的運行步驟，以同一橫列或同一縱行的紗線進行逐根紗線的換位移動的方式是指第一步，奇數橫列逐根紗線向右換位移動一個紗線位置， 偶數橫列逐根紗線向左換位移動一個紗線位置；第二步，奇數縱行逐根紗線向下換位移動一個紗線位置，偶數縱行逐根紗線向上換位移動一個紗線位置；第三步，奇數橫列逐根紗線向左換位移動一個紗線位置，偶數橫列逐根紗線向右換位移動一個紗線位置；第四步，奇數縱行逐根紗線向上換位移動一個紗線位置，偶數縱行逐根紗線向下換位移動一個紗線位置；上述的採用上下左右四步一循環的運行步驟，以同一橫列或同一縱行的紗線進行逐根紗線的換位移動的方式也可以為如下方式第一步，奇數橫列逐根紗線向左換位移動一個紗線位置，偶數橫列逐根紗線向右換位移動一個紗線位置；第二步，奇數縱行逐根紗線向下換位移動一個紗線位置，偶數縱行逐根紗線向上換位移動一個紗線位置；第三步，奇數橫列逐根紗線向右換位移動一個紗線位置，偶數橫列逐根紗線向左換位移動一個紗線位置；第四步，奇數縱行逐根紗線向上換位移動一個紗線位置，偶數縱行逐根紗線向下換位移動一個紗線位置；以此不斷循環編織，就可連續地編織成為本發明的三維異型整體編織物。該編織物中的每根編織紗線與周圍編織紗線的相鄰關係始終不變，與並且只與相鄰的編織紗線絞繞，所以編織紗線的排列形態就形成了三維異型整體編織物的形態。在編織原料上，組成異型編織物的編織紗線可以是纖維，也可以是纖維組合而成的紗線；可以是玻璃纖維，也可以是包括碳纖維、芳綸纖維或高強聚乙烯在內的各種高性能紗線。本發明的有益效果是與現有傳統的三維異型整體編織技術相比，本發明的三維異型整體編織物的制織技術使得設計和制織變得較為簡單易行，並且因為改善了編織纖維或紗線與編織體軸線之間的平行狀態，使得織物不容易伸長變形、並且當編織體的表面磨損或局部損壞後其破損難以向內部或其他部位擴散，提高了最終三維編織複合材料的力學性能和使用壽命。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1是本發明實施例1的工字形編織物的編織紗線排列圖。圖2是本發明實施例2的T字形編織物的編織紗線排列圖。
具體實施例方式實施例1本實施例為工字形編織物，由線密度為1200tex的E型無捻玻璃纖維編織而成。首先根據所要編織的工字形編織物的橫截面形狀，在編織機上將組成工字形編織物的各根編織紗線進行編織體的相似形的排列。本實施例中，編織紗線排列如圖1所示；並且在這種排列中，所有的編織紗線在縱橫方向按交錯點陣的規律排列，即，奇數橫列的編織紗線與偶數橫列的編織紗線在橫向成間位排列方式，奇數縱行的編織紗線與偶數縱行的編織紗線在縱向也成間位排列方式。如此排列後，除了工字形邊緣外，每根編織紗線的周圍環繞排列著四根相鄰的編織紗線。然後以如下步驟開始編織第一步，從上往下數的奇數橫列逐根紗線向右換位移動一個紗線位置，偶數橫列逐根紗線向左換位移動一個紗線位置；第二步，從左往右數的奇數縱行逐根紗線向下移動一個紗線位置，偶數縱行逐根紗線向上移動一個紗線位置；第三步，奇數橫列逐根紗線向左換位移動一個紗線位置，偶數橫列逐根紗線向右換位移動一個紗線位置；第四步，奇數縱行逐根紗線向上換位移動一個紗線位置，偶數縱行逐根紗線向下換位移動一個紗線位置；如此完成一次循環的編織。以此不斷循環編織，就可連續地編織成為本實施例的工字形編織物。該編織物中的每根編織紗線與周圍編織紗線的相鄰關係始終不變，與並且只與相鄰的編織紗線絞繞， 所以編織紗線的工字形排列就形成了工字形的編織物。實施例2本實施例為T字形編織物，由粗細為12K的PAN基碳纖維編織而成。首先根據所要編織的T字形編織物的橫截面形狀，在編織機上將組成T字形編織物的各根編織紗線進行編織體的相似形的排列。本實施例中，紗線排列如圖2所示；並且在這種排列中，所有的紗線在縱橫方向按交錯點陣的規律排列，即，奇數橫列的編織紗線與偶數橫列的編織紗線在橫向成間位排列方式，奇數縱行的編織紗線與偶數縱行的編織紗線在縱向也成間位排列方式；如此排列後，除了 T字形邊緣外，每根編織紗線的周圍環繞排列著四根相鄰的編織紗線。然後以如下步驟開始編織第一步，從上往下數的奇數橫列逐根紗線向右換位移動一個紗線位置，偶數橫列逐根紗線向左換位移動一個紗線位置；第二步，從左往右數的奇數縱行逐根紗線向下換位移動一個紗線位置，偶數縱行逐根紗線向上換位移動一個紗線位置；第三步，奇數橫列逐根紗線向左換位移動一個紗線位置，偶數橫列逐根紗線向右換位移動一個紗線位置；第四步，奇數縱行逐根紗線向上換位移動一個紗線位置，偶數縱行逐根紗線向下換位移動一個紗線位置；如此完成一次循環的編織。以此不斷循環編織，就可連續地編織成為本實施例的T字形編織物。該編織物中的每根編織紗線與周圍編織紗線的相鄰關係始終不變，與並且只與相鄰的編織紗線絞繞， 所以編織紗線的T字形排列就形成了 T字形的編織物。
權利要求
1.一種異型編織物的形成方法，其特徵是首先根據所要編織的異型編織物的橫截面形狀，在編織機上將組成異型編織物的各根編織紗線進行編織體的相似形的排列，並且在這種排列中，所有的紗線在縱橫方向按交錯點陣的規律排列；然後在編織的繼續中，採用上下左右四步一循環的運行步驟，對同一橫列或同一縱行的編織紗線進行逐根編織紗線的換位移動，以如此方式來完成一個編織循環的編織；其結果是使異型編織物中的每根編織紗線與周圍的編織紗線的相鄰關係始終不變，與並且只與相鄰的編織紗線絞繞。
2.根據權利要求1所述的異型編織物的形成方法，其特徵是紗線在縱橫方向成交錯點陣的規律排列為奇數橫列的編織紗線與偶數橫列的編織紗線在橫向成間位排列方式， 奇數縱行的編織紗線與偶數縱行的編織紗線在縱向也成間位排列方式。
3.根據權利要求1所述的異型編織物的形成方法，其特徵是採用上下左右四步一循環的運行步驟，以同一橫列或同一縱行的紗線進行逐根紗線的換位移動的方式是指第一步，奇數橫列逐根紗線向右換位移動一個紗線位置，偶數橫列逐根紗線向左換位移動一個紗線位置；第二步，奇數縱行逐根紗線向下換位移動一個紗線位置，偶數縱行逐根紗線向上換位移動一個紗線位置；第三步，奇數橫列逐根紗線向左換位移動一個紗線位置，偶數橫列逐根紗線向右換位移動一個紗線位置；第四步，奇數縱行逐根紗線向上換位移動一個紗線位置，偶數縱行逐根紗線向下換位移動一個紗線位置。
4.根據權利要求1所述的異型編織物的形成方法，其特徵是採用上下左右四步一循環的運行步驟，以同一橫列或同一縱行的紗線進行逐根紗線的位移的方式是指第一步，奇數橫列逐根紗線向左換位移動一個紗線位置，偶數橫列逐根紗線向右換位移動一個紗線位置；第二步，奇數縱行逐根紗線向下換位移動一個紗線位置，偶數縱行逐根紗線向上換位移動一個紗線位置；第三步，奇數橫列逐根紗線向右換位移動一個紗線位置，偶數橫列逐根紗線向左換位移動一個紗線位置；第四步，奇數縱行逐根紗線向上換位移動一個紗線位置，偶數縱行逐根紗線向下換位移動一個紗線位置。
5.根據權利要求1所述的異型編織物的形成方法，其特徵是組成異型編織物的紗線可以是纖維，也可以是纖維組合而成的紗線。
6.根據權利要求1所述的異型編織物的形成方法，其特徵是組成異型編織物的紗線可以是玻璃纖維，也可以是包括碳纖維、芳綸纖維或高強聚乙烯在內的各種高性能紗線。
全文摘要
本發明涉及一種異型編織物的形成方法。它是先根據所要編織的異型編織物的橫截面形狀，在編織機上將組成異型編織物的各根編織紗線進行編織體的相似形的排列，並且在這種排列中，所有的編織紗線在縱橫方向成交錯點陣的規律排列；然後在編織的繼續中，採用上下左右四步一循環的運行步驟，對同一橫列或同一縱行的編織紗線進行逐根紗線的換位移動，以如此方式來完成一個編織循環的編織；其結果是使異型編織物中的每根編織紗線與周圍的編織紗線的相鄰關係始終不變，與並且只與相鄰的編織紗線絞繞。
文檔編號D04C1/06GK102454044SQ20101052192
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月28日 優先權日2010年10月28日
發明者吉慶, 周頔 申請人:江南大學