[发明专利]凹槽形异形截面增强织物的编织方法及采用的编织阳模

说明书

技术领域

本发明涉及一种凹槽形异形截面复合材料增强织物的编织制造方法及采用的编织阳模。

背景技术

增强织物是高性能复合材料的关键组分，在复合材料中起着增加强度、改善性能的作用，在很大程度上决定了复合材料的性能。

当前，型面为标准回转体(圆柱、圆锥、圆台等)的复合材料增强织物大多采用整体编织方法制造。采用整体编织法制造的增强织物整体性好，纤维分布均匀，用其制作的复合材料力学性能和电性能优异，在航空航天领域得到广泛应用。

随着科技的不断发展，复合材料的型面越来越复杂，其中，带有凹槽形截面的复合材料使用得越来越多，这就需要制造出同样凹槽形截面的增强织物进行复合。

但是由于织物芯模的表面带有凹槽，在采用整体编织法编织增强织物时，编织纱线在编织过程中受到较大张力控制，织物无法完全贴附于织物芯模凹槽表面，无法实现增强织物的凹槽形复杂型面的成型。

发明内容

本发明提供一种凹槽形异形截面增强织物的编织方法，可以采用整体编织法编织成型。

本发明还提供上述编制方法采用的编织阳模。

所述凹槽形异形截面增强织物的编织方法，包括以下步骤：

(a)将织物芯模与补偿模具组合成编织阳模，在编织阳模的外部编织增强织物，所述织物芯模具有凹槽形异形截面，所编织的增强织物在任一横截面上的内型面周长等于该横截面上织物芯模在该横截面上的外型面周长；

(b)当增强织物编织完成后，将补偿模具撤出编织阳模，对增强织物施加指向织物芯模内部的外力，使增强织物完全贴附于织物芯模的外表面，完成凹槽形异形截面复合材料增强织物的成型。

补偿模具可以采用各种形式，只要所编织的增强织物在任一横截面上的内型面周长等于该横截面上织物芯模在该横截面上的外型面周长即可。

作为优选方案，补偿模具与织物芯模相接触的外型面形状相配，使补偿模具和织物芯模贴合在一起，组合成外型面为平面和/或凸面的编织阳模；且当补偿模具与织物芯模组合后，在任一横截面上编织阳模外型面的周长等于织物芯模的外型面周长。

增强织物异形截面的凹槽形状可以为形、形、形或由其变化而成的凹槽形的一种或几种。

增强织物所使用的原材料为现有技术，如石英纤维、碳纤维、碳化硅纤维、氮化硼纤维、无碱玻璃纤维、高强玻璃纤维、低介电玻璃纤维、高模量玻璃纤维、玄武岩纤维、高密度聚乙烯纤维、芳纶纤维的一种或几种。

增强织物的编织结构采用现有技术，如二维经编、二维纬编、浅交直联、浅交弯联、三维四向、三维五向、三维多向、正交三向的一种或几种。

增强织物的厚度为现有技术，一般为0.5mm～40mm，增强织物在复合材料中的纤维体积含量一般为30％～55％。

所述编织方法采用的编织阳模。

本发明的优点是使用补偿模具，弥补织物芯模的凹槽对成型工艺带来的不利之处，简化了成型制造工艺，使增强织物的内部纤维分布均匀，增强织物的成型效果良好，提高了复合材料的力学性能和电性能。

附图说明

图1为本发明编织过程示意图；

图2为本发明模具组合示意图；

图3为本发明补偿模具截面示意图；

图4为本发明凹槽形异形截面增强织物示意图；

图中，1-编织过程中增强织物，2-织物芯模，3-补偿模具，4-凹槽。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细阐述。

研制如图4所示凹槽形异形截面石英纤维增强织物，织物厚度为20mm，具体步骤如下：

(1)参照图1、2、3，制作木质补偿模具3，补偿模具3要与织物芯模2的相接触外型面相配，且补偿模具3在任一横截面上的弧长c等于两条线段a与弧长b之和；

(2)参照图1、2，将织物芯模2与补偿模具3组合成编织阳模，在编织阳模的外型面排布石英纤维，采用整体编织法编织石英纤维增强织物1；

(3)参照图4，当增强织物1编织完成后，将补偿模具3撤出编织阳模，在增强织物1的凹槽4处施加指向织物芯模内部的外力，使增强织物1完全贴附于织物芯模2的外表面，完成凹槽形异形截面增强织物的成型。

检测成型后的石英纤维增强织物：凹槽处织物厚度为19mm，其他部位为20mm，差异小于1mm；凹槽处纤维体积含量为45％，其他部位为43％，差异不大于2％；凹槽处织物与织物芯模表面的缝隙厚度为2mm，小于3mm；表明采用本方法研制的石英纤维增强织物纤维分布均匀，成型效果良好。