[发明专利]准三维正交封顶锥形织物的制造方法及封顶锥形织物

说明书

本发明提供了准三维正交封顶锥形织物的制造方法及封顶锥形织物，涉及立体编织技术领域。本发明提供了准三维正交封顶锥形织物的制造方法，通过利用特制的模具，采用不同铺排方式的经纱、纬纱与不同植入或编织方式的法向纱的结合，制造得到准三维正交封顶锥形织物，该制造方法新颖独特、简便易行，且效率高，可解决常规三维正交编织无法制造封顶织物的难题，适合于工业化生产。本发明还提供了封顶锥形织物，采用上述准三维正交封顶锥形织物的制造方法制得，该封顶锥形织物具有整体均匀性、纤维连续性和结构完整性的优点。

技术领域

本发明涉及立体编织技术领域，具体而言，涉及准三维正交封顶锥形织物的制造方法及封顶锥形织物。

背景技术

陶瓷复合材料及构件，尤其是陶瓷复合材料天线罩等构件，其尺寸与厚度一般都较大，高度往往大于400mm，厚度一般大于3mm，部分厚度甚至超过100mm，这就要求构件具有高强度、高模量、耐高温、高温透波等特殊性能，因此必须采用立体三维编织才能满足要求。陶瓷复合材料天线窗虽然尺寸较小，但也需要要三维编织织物。

对于平板形三维正交立体织物，在任意一根纱线的任意一点上，总存在两根与之垂直并相交的纱线，形成类似直角坐标系的X、Y、Z轴线。而对于锥形立体而言，织物是曲面的，往往只有纬纱可以实现均匀排布，相邻的两条经纱或相邻的两条法向纱，严格讲都不是严格平行的，也就是说经纱法向纱均难以实现均匀排布，部分纱线不能像平板形三维正交立体织物中的纱线那样规整均匀，因此称这种锥形立体织物中的编织结构为“准三维正交”或“仿三维正交”或“近三维正交”编织结构。

在国内，经过多家单位几十年的努力，目前已经形成了2.5D(或2.5维或二维半)、三维正交、三维四向、三维五向、三维六向、三维多向以及它们之间的组合结构。对于锥形的天线罩织物而言，从目前公布的文献来看，仅2.5D以及配合以局部三维正交等编织结构才能满足要求，这样导致编织的效率低下、成本高昂。

近年来为实现锥形织物的快速制造以及低成本化，出现了层叠布缝合穿刺工艺制备仿形织物以及针刺毡工艺制备的仿形织物，这些织物确实提高了速度降低了成本，但这不是严格意义上的立体编织，且层叠布缝合穿刺织物的缺点是层间强度低，而针刺毡工艺的问题是由于大量的针刺过程使大部分连续纤维受到损伤而实际成为短纤维，会降低复合材料的强度。

同时，也有一些公开的资料对锥形织物进行阐述，如申请号为201210585266.8的专利申请公开了2.5维及2.5维衍生结构组合单元体的编织方法，又如申请号为201210586502.8的专利申请公开了厚顶转薄壁封顶织物的仿形编织成形方法。上述均属于立体织物制造领域，且也涉及封顶锥形立体织物、变厚度编织等概念，但均未涉及准三维正交立体织物。

有鉴于此，本发明特提出一种技术方案。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种准三维正交封顶锥形织物的制造方法，以改善现有技术中缺乏准三维正交封顶锥形织物的制造方法的技术问题。

本发明的第二个目的在于提供一种封顶锥形织物。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种准三维正交封顶锥形织物的制造方法，包括以下步骤：

(a)布置经纱和纬纱：平行于模具表面按照一层经纱与一层纬纱进行交互垂直铺排，反复铺排直至达到厚度要求，形成经纬纱层；

或，将缠绕纱与模具轴线形成10°～80°的角度，通过缠绕形成与模具表面贴合的纱线层，每相邻的纱线层之间呈相反的走向，与模具轴线形成对称等值的夹角，纱线层在轴向与径向的分量分别对应经纱与纬纱，反复铺排直至达到厚度要求，形成经纬纱层；

(b)布置法向纱：将纱线沿经纬纱层的厚度方向植入，形成法向纱；

(c)脱模，得到封顶锥形织物。