[发明专利]一种平面仿形织物及其成型工艺

说明书

本发明公开了一种平面仿形织物及其成型工艺，所述工艺包括以下步骤：步骤1：将平面仿形织物沿厚度方向分解成n个单元套的织物，n个单元套厚度分别为d₁、d₂……d_n，平面仿形织物总厚度D＝d₁+d₂+……+d_n；步骤2：将每个单元套的织物进行平面展开与仿形设计，采用多片成型方法织造出n个单元套的织物；步骤3：将n个单元套的织物依次套于芯模外，转变为立体形态从而得到所述平面仿形织物。本发明采用分组并列的经纱排布方式和往复式引纬方式，可以实现大尺寸、大直径织物的仿形织造，解决了设备容量局限性问题，采用立体型面织物展平技术进行设计，以离线方式进行平面仿形织造，借用现有常用纺织设备可以实现机械化生产，具有高效、低成本的优势。

技术领域

本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种平面仿形织物及其成型工艺。

背景技术

复合材料具有高比强度、高比模量、高的损伤容限和断裂韧性、耐冲击、不易分层和抗疲劳等一系列优点，广泛应用于航空、航天、核工业、船舶等领域。复合材料用纤维增强体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综合性能。

以美国、俄罗斯、法国、英国等为代表的军事强国都在积极地开展高性能复合材料的研究，复合材料的增强材料多采用连续纤维织物结构形式。我国高性能复合材料紧跟国外发展，已研制了多种形式纤维增强体材料，成功地应用于航空航天多种部件的研制和批产。

国内纤维增强体成型采用多种工艺，其中平面机织仿形成型工艺是一种具备机械化程度较高、成本低、后期复合加工少等优势的纤维增强体织造技术。平面仿形机织物的成型工艺主要采用2D结构或三维机织结构，是一种以平面形式织造立体型面织物的成型方式。平面仿形机织物包含二维平面仿形织物和三维机织平面仿形织物，其中二维平面仿形织物的成型主要采用2D结构，常用结构包含平纹、斜纹和缎纹结构，适用于厚度较低的织物成型；三维机织平面仿形织物的成型主要采用2.5D结构，常用结构包含浅交弯联、浅交直联结构等等。以平面机织仿形成型工艺制备的纤维增强体具备高强度、高模量、高损伤容限、耐冲击、抗分层和抗疲劳等综合性能，显著提升了航空航天用复合材料的性能。

随着航空航天的发展趋势，复合材料的形状、性能等要求日趋提高，而制造成本日趋降低，对纤维增强体的仿形精度、织造成本等方面的要求日趋严峻，因此平面仿形机织物在设计、成型工艺、设备工装等方面均需要不断创新和优化以提高满足航空航天领域发展需求。

专利《二维锥形壳体织物的织造方法》(200610016115.5)介绍了一种二维锥形壳体织物的织造方法。该织造方法以成型模具为中心，采用3台以上均布的织机织造，并以环形引纬法引入纬纱，并随着锥形模具直径变化进行加减纱。该专利在织造过程中需使用成型模具。

专利《三维锥形壳体织物的织造方法及其制品》(200610016116.X)介绍了一种三维锥形壳体织物的织造方法及其制品。该织造方法采用管状织物织造方法预置经纱，通过平面螺旋引纬法引入纬纱，并随着织物平面形状变化在两侧进行加减纱。该专利加减纱的方式较为单一不够灵活。

发明内容

本发明的目的在于提供一种平面仿形织物及其成型工艺以解决现有2.5D机织工艺技术中变幅宽板块及锥体立体织物预制体成型中加减经纱不均匀导致缺陷集中的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种平面仿形织物的成型工艺，所述工艺包括以下步骤：

步骤1：将平面仿形织物沿厚度方向分解成n个单元套的织物，n个单元套厚度分别为d₁、d₂……d_n，平面仿形织物总厚度D＝d₁+d₂+……+d_n；