[发明专利]一种曲形板状三维角联锁织物及其织造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种板状三维角联锁织物及其织造方法，特别是一种曲形板状三维角联锁织物及其织造方法。

背景技术

三维角联锁织物(又名2.5D织物)，具有独特的结构(参见图1)，用其增强的复合材料制件具有高损伤容限、耐冲击、耐烧蚀、抗分层和抗疲劳等综合性能，因而使用三维角联锁织物织造的仿形织物现已在航空航天等多个领域得到应用。

板状三维角联锁织物复合材料制件是三维织物复合材料的一个种类，其编织结构为三维角联锁织物的基本结构，仿照平面机织物的方式进行开口、引纬、打纬操作，织物外形多为矩形体结构(参见图1、图2、图3)，其中图2为矩形织物，其中，区域1为所需的曲形织物，区域2为沿所需曲形织物外轮廓需要裁切的部分，区域3为沿所需曲形织物内轮廓需要裁切的部分；图3中显示的为封闭式环形织物的织造方式，其中，4为开口机构：区域5为该织造方式的织造区域；6为织造横边所需要增加的纱线。上述常规的板状三维角联锁织物多适用于一些常规的板状材料，或作为一些立体仿形预制件的平板试验件使用；而采用常规的板状织物的织造方法，均存在以下缺陷：1)纱线浪费量大，表现在，A)裁切过程中将会有大量已织造完成的织物被作为废品剔除；B)为织造织物改变方向后的边所上的纱线，在织造完成后会有很长部分剩余无法参与下次织造，造成浪费；2)纤维连续性不好，会产生大量不连续纤维，影响织物的材料性能；尤其在圆角部位，经纬纱交织部分过短，容易断开。3)织造效率低，大量时间浪费集中在织造中途的上纱步骤；在一些较为复杂形状的曲形板状材料，如S形、U形、不封闭环形等类型的材料中由于织造的局限性而不能使用，限制了板状三维角联锁织物的发展。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种操作简单，无断纱，织造效率高，可一次连续完成的曲形板状三维角联锁织物及其织造方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种曲形板状三维角联锁织物，其特点为：它由直段织物与曲段织物一次性连续织造而成；该曲形板状三维角联锁织物的经纱在各个位置上均连续无断纱，所述曲段织物的弯曲处呈圆角，圆角弯曲处所用纱线的体积含量与直段处所用纱线的体积含量相同。

上述曲形板状三维角联锁织物为U形、S形和不封闭环形的三维角联锁织物。

为了实现上述目的，本发明同时提供了一种上述曲形板状三维角联锁织物的织造方法，它包括如下步骤：1)织造一段平直织物；2)根据产品圆角尺寸计算圆角角度θ所需的织造顺序，并对经纱进行分组；3)使用夹持工装，夹住步骤1)成型的平直织物直段，将其平面转动一个角度α，按照步骤2)的织造顺序，用已分组的经纱进行织造；4)完成步骤3)中角度α的织造，再通过该角度α的若干次叠加完成整个圆角角度θ的织造；5)在步骤4)的基础上重复步骤1)和步骤3)，得到所述曲形板状三维角联锁织物。

上述步骤3)所述的角度α的转动方向依据产品的形状要求可以是顺时针转动，也可以是逆时针转动；该角度α为圆角角度θ与织物内半径需要织造的纬数的比值α₀的倍数，该倍数取值与织物幅宽呈正比，其中，α₀为理论最小转动角；即通过该角度α的若干次叠加完成整个圆角角度θ的织造；上述角度α一般确定在10-30度之间。

在步骤1)中，平直织物的织造长度，以夹持工装可夹住为准；所用的夹持工装，可选用矩形夹板或可拼接的栅栏式夹持工具中任一种。

由于采用的上述技术方案，本发明的有益效果如下：1)本发明采用的编织方法与现有技术相比，能够大量缩短织造时间，提高织造效率，经试验，织造时间可节省1/3，由于经线与纬线的交织主要依靠一可平面转动的夹板或夹持工具作为夹持工装进行，改变了现有技术中纱线浪费大的缺陷，节约了纱线使用量。2)该曲形三维角联锁织物的织造方法可一次连续织造，能够保持织物周长方向经纱的连续性从而提高曲形复合材料长度方向的拉伸性能；同时，在织物的弯曲处、特别是与直段连接的圆角部位经纱连续性好，与直段连接过渡正常，织造效率高。3)本发明的技术方案适应性强，现有的织机经简单改造都可使用，实现曲形板状织物的连续织造；并具有操作简单、方便实际应用等特点。4)本发明所用的织造方法，使用辅助工装，改变原本直线织造织物的织造路线，织造出S型、U型或不封闭环型织物；不仅如此，该织造方法还可实现任何直段与圆角的结合或圆角与圆角结合的织物，其适用性广，易于实施。

附图说明

图1为现有技术中三维角联锁织物的结构示意图

图2为现有技术中矩形板状织物的外形示意图