[发明专利]三向编织材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维编织材料领域，特别是涉及到了一种三向编织材料及其制造方法。

背景技术

三向编织复合材料，又称三维编织复合材料，是一种复合材料，是立体编织技术与现代符合材料技术相结合的产物。三维编织复合材料首先利用三维编织技术，将纤维束编织成所需要的结构形状，形成预型件，然后以预型件作为增强骨架进行浸胶固话而直接形成三维编织树脂基复合材料，也可以利用预型件制成三维编织碳基、陶瓷基、金属基复合材料等。

三向正交结构复合材料是三位编织复合材料的重要分支，其预制件的经纱和纬纱不交织，第三方向纱的引入将各层经纬纱线捆绑在一起，形成了不分层的整体网状结构，从理论上讲可以达到任意厚度，极大地提高了复合材料沿厚度方向的性能和其它力学性能。但其加工工艺较为复杂，加工效率低，影响其高效加工生产及广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三向编织材料，以简化三向编织材料的生产工艺，提高三向编织材料的生产效率。

为了解决上述问题，本发明的三向编织材料采用以下技术方案：三向编织材料，包括竖向纱线组、第一水平纱线组和第二水平纱线组，竖向纱线组包括多个竖向纱线，第一水平纱线组包括多个第一水平纱线，第二纱线组包括多个第二水平纱线，所述第一水平纱线组与第二水平纱线组在竖直方向上交替布置，相邻的两第一纱线与相邻的两第二纱线相交后在竖直方向上的投影构成菱形网格，竖向纱线分布在所述菱形网格中。

三向编织材料制造方法采用以下技术方案：三向编织材料的制造方法，将纱线分为第一水平纱线组、第二水平纱线组和竖向纱线组三组，以相互垂直的第一、第二平面为基准，第一、第二水平纱线组的纱线与第一平面平行并且一端固定，竖向纱线组与第二平面平行，第一、第二水平纱线组的纱锭分布在环形的轨道上；然后按照以下步骤操作：1）保持第一、第二纱线组的纱线的固定端不动，使其纱锭绕轨道顺时针或者逆时针移动设定距离，使在移动方向上相邻的两纱锭中位于后方的一个移动至位于前方一个的位置，由此使第一、第二纱线组的纱线形成一组菱形孔；2）使竖向纱线组的纱线在所述菱形孔内走S行轨迹并打紧；重复步骤1）和步骤2）。

所述环形轨道包括互相平行的两个直线段，两个直线段的相邻端之间通过圆弧段连接。

所述圆弧段的一半等于相邻两纱锭之间的距离。

在本发明的三向编织材料中，由于所述第一水平纱线组与第二水平纱线组在竖直方向上交替布置，相邻的两第一纱线与相邻的两第二纱线相交后在竖直方向上的投影构成菱形网格，竖向纱线分布在所述菱形网格中，因此，在制造的时候，仅需简单的控制三组纱线组的运动轨迹即可，从而简化了三向编织材料的生产工艺，提高了三向编织材料的生产效率。

附图说明

图1是三向编织材料的实施例内部结构示意图；

图2是三向编织材料的实施例的俯视图；

图3是三向编织材料的实施例的立体图；

图4是三向编织材料制造方法的实施例中第一、第二水平纱线组的布置示意图；

图5是第一、第二纱线的纱锭移动设定距离后的主视图；

图6是竖向纱线的缠绕示意图。

具体实施方式

三向编织材料的实施例，如图1-3所示，该三向编织材料包括竖向纱线组、第一水平纱线组和第二水平纱线组。

竖向纱线组包括多个竖向纱线11，如图1所示，竖向纱线11均是沿竖向延伸。

第一水平纱线组包括多个第一水平纱线12，第二纱线组包括多个第二水平纱线13，第一水平纱线组与第二水平纱线组在竖直方向上交替布置。第一水平纱线12与第二水平纱线13之间形成夹角，该夹角实际上是二者在竖直方向上的投影的夹角，夹角的角度是一个变值，其大小影响纱线的百分含量。

相邻的两第一纱线与相邻的两第二纱线相交后在竖直方向上的投影构成菱形网格，竖向纱线11分布在所述菱形网格中。

三向编织材料制造方法的实施例，如图4-6所示，将纱线分为第一水平纱线组21、第二水平纱线组22和竖向纱线组三组23，以相互垂直的第一、第二平面为基准，第一、第二水平纱线组的纱线与第一平面平行并且一端固定，竖向纱线组23与第二平面平行，第一、第二水平纱线组的纱锭分布在环形的轨道24上；在本实施例中，环形轨道24包括互相平行的两个直线段，两个直线段的相邻端之间通过圆弧段连接。其中圆弧段的一半等于相邻两纱锭之间的距离。

然后按照以下步骤操作：1）保持第一、第二纱线组的纱线的固定端不动，使其纱锭绕轨道顺时针或者逆时针移动设定距离，使在移动方向上相邻的两纱锭中位于后方的一个移动至位于前方一个的位置，由此使第一、第二纱线组的纱线形成一组菱形孔；2）使竖向纱线组的纱线在所述菱形孔内走S行轨迹并打紧；重复步骤1）和步骤2）。