一种十字形三维编织物的编织工艺制造技术

本发明专利技术属于编织领域，具体地说，涉及一种十字形三维编织物的编织工艺，编织纱线根据十字形三维织物的竖直分支的横截面形状排列成编织纱阵列按照四步法三维编织工艺进行编织，编织过程中依次进行移纱操作、补纱操作和添纱操作，移纱操作移出的纱线、补纱操作补加的纱线和添纱操作添加的纱线均向两侧进行左、右两侧分支的编织，得到十字形三维编织物，通过移纱操作移出的纱线、补纱操作补加的纱线和添纱操作添加的纱线形成水平分支的编织纱线，并在竖直分支编织完成后进行水平分支的编织，由于纱线并不存在接纱或断纱的现象，因此形成的十字形三维织物为一体成型件，力学性能好，剪切强度高，而且织物机构紧密。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于编织领域，具体地说，涉及一种十字形三维编织物的编织工艺。
技术介绍
纺织复合材料是以纺织纤维及其结构体实现增强的先进复合材料。三维编织复合材料是纺织结构复合材料的重要分支，是指利用三维编织技术，首先将增强纤维编织成三维整体织物，再和基体(包括树脂、碳、碳化硅、金属等)复合，从而制成三维编织复合材料制件。三维编织物最大的特点是没有层的概念，一体成型，所以三维编织复合材料是完全的整体结构，它的比强度和比模量高，具有优良的力学性能，在航天、航空、医疗等领域得到广泛的应用。在三维编织复合材料异形件方面，研究人员已做了大量的工作，但绝大部分研究都集中在变截面织物上，例如专利CN103437064A在板材的编织过程中，根据三维编织预制件截面的变化进行相应的增纱或减纱动作：若三维编织预制件的截面积变小，则截面变化平面边沿封闭曲线均匀的减少纱线根数；若三维编织预制件的截面积变大，则截面变化平面边沿封闭曲线均匀的增加纱线根数。专利CN1651627A在管材的编织过程中，根据三维编织预制件截面尺寸的变化，设计截面内的减纱点或增纱点，这所谓的减纱点或增纱点，并不是一个“点”，而是一组纱线的集合，且两个减纱点或增纱点不能紧邻，之间要间隔一定数量互相不连通的纱线。这两篇专利均是以逐渐增加或减少编织纱线数量的方法设计编织工艺，来逐步改变三维编织物的截面面积来实现变截面。第一种工艺的减纱和增纱流程简化，操作方便，且纱线的分布均匀。与第一种工艺相比，第二种工艺的可设计性更强，增纱点和减纱点可以尽可能的避开织物表面，减少增减纱动作对三维编织物表面花节的影响。这种增纱或减纱的方法多用于三维编织物的变截面工艺中，鲜见用于设计不同织物结构或用于设计不同织物形状。本专利技术的目的是利用增纱减纱方法，设计提供一种十字形三维编织物的编织工艺。有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种十字形三维编织物的编织工艺，由该工艺制备的十字形三维编织物为一体成型件，织物结构紧密，力学性能好，特别是剪切强度高，该十字形三维编织物适合制作板材的增强筋织物，可广泛应用于航空、航天、能源、交通、体育等领域。为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：一种十字形三维编织物的编织工艺，编织纱线根据十字形三维织物的竖直分支的横截面形状排列成编织纱阵列按照四步法三维编织工艺进行编织，编织过程中依次进行移纱操作、补纱操作和添纱操作，移纱操作移出的纱线、补纱操作补加的纱线和添纱操作添加的纱线均向两侧进行左、右两侧分支的编织，得到十字形三维编织物。十字形三维织物包括竖直分支和水平分支,通过在竖直分支的编织过程中进行移纱操作、补纱操作和添纱操作，移纱操作移出的纱线、补纱操作补加的纱线和添纱操作添加的纱线形成水平分支的编织纱线，水平分支在竖直分支编织完成后进行。由于该编织工艺中，十字形三维织物不存在接头，因此形成的十字形三维织物为一体成型件，力学性能好，剪切强度高，而且织物机构紧密，上述性质使其尤其适合制作板材的增强筋织物，在航空、航天、能源、交通、体育等领域能够具有广泛应用。所述的编织工艺的具体步骤如下：步骤1)编织纱线根据十字形三维织物的竖直分支的一端的横截面形状排列形成编织纱阵列按照四步法三维编织工艺进行编织；编织一定长度后进行移纱操作：在编织纱阵列两侧分别移出一定数量的移出纱线，剩余的余纱线继续编织，移出纱线预留用于编织水平分支；所述余纱线继续编织一定的规定长度的过程中进行补纱操作：在所述编织纱阵列的纱线减少的方向上补入独立的补纱线，所述补纱线的两端预留用于编织两侧水平分支；所述余纱线编织规定长度后进行添纱操作：在所述编织纱阵列的纱线减少的方向上分别添加一定数量的添加纱线，所述的添加纱线的一端预留用于编织水平分支，另一端与余纱线共同编织所述竖直分支的另一端，直至达到规定长度；步骤2)步骤1)完成后，编织纱阵列两侧的移出纱线、补纱线和添加纱线分别进行左、右两侧水平分支的编织，得到十字形三维编织物。所述移纱操作在编织纱阵列横向两侧或者纵向两侧分别移出一定数量的移出纱线。通过在编织纱阵列横向两侧或者纵向两侧分别移出一定数量的移出纱线，该移出纱线用于水平分支的编织，该步骤使竖直分支与水平分支在该位置产生关联，而不是两个孤立的分支，使该十字形三维编织物为一体成型件，也是该工艺制备的十字形三维编织物的织物结构紧密，力学性能好，剪切强度高的主要原因。所述移纱操作在编织纱阵列横向两侧或者纵向两侧分别移出数量相等的移出纱线。通过在所述编织纱阵列的两侧分别移出的移出纱线的数量相同，使所编制的十字形三维编织物沿竖直分支的轴向对称，力学性能指标在对称位置相同，不易产生局部损坏。移纱操作分别在编织纱阵列的每一行的两端分别移出相同数量的相邻纱线，由所述编织纱阵列中第一行移出纱线的数量和最后一行的移出纱线的数量均为由中间任一行移出纱线数量的1/2。通过使每一行的两端分别移出相同数量的相邻纱线，并且根据纱线的排列，使位于所述编织纱阵列中第一行和最后一行的端部移出的纱线的数量为中间任一行端部移出的纱线数量的1/2，使编织纱阵列的横向两侧移出的纱线严格对称，减少横向和纵向位置的剪切力，保证工艺制备的十字形三维编织物的力学性能。所述余纱线编织形成截面缩小的三维编织织物，当余纱线的编织长度等于截面缩小的三维编织织物的宽度时，补纱操作结束。所述补纱线在余纱线编织过程中均匀补加；优选地，补纱操作中补入的补纱线的数量等于移纱操作后余纱线的数量。通过均匀补加补纱线，避免竖直分支和水平分支的交界处不会因为纱线补入的不均匀而各个位置的性能存在差异，使由该工艺制备的十字形三维编织物具有良好力学性能。所述添纱操作在移纱操作中编织纱阵列的纱线减少的方向上分别添加相同数量的所述添加纱线。所述的添纱操作在所述编织纱阵列中移出的移出纱线位置相应的添加所述添加纱线。通过添加所述添加纱线，增加用于编织竖直分支的另一端的纱线的数量，使竖直分支两端的结构相同，使十字形三维编织物的竖直分支的两端均具有良好力学性能。所述竖直分支一侧的移出纱线、补纱线和添加纱线预留的长度相等，另一侧的移出纱线、补纱线和添加纱线预留的长度相等；优选地，竖直分支两侧的移出纱线、补纱线和添加纱线预留的长度均相等。使移出纱线、补纱线和添加纱线预留的长度相等，避免在该侧的水平分支编织过程中出现纱线缺失的问题，使该侧水平分支的结构相同，力学性能处处相等，另一侧的水平分支亦然。采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：该编织工艺通过在十字形三维织物的竖直分支的编织过程中，通过移纱操作移出的纱线、补纱操作补加的纱线和添纱操作添加的纱线形成水平分支的编织纱线，并在竖直分支编织完成后进行水平分支的编织，由于纱线并不存在接纱或断纱的现象，因此形成的十字形三维织物为一体成型件，力学性能好，剪切强度高，而且织物机构紧密，上述性质使其尤其适合制作板材的增强筋织物，在航空、航天、能源、交通、体育等领域能够具有广泛应用。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。附图说明附图作为本专利技术的一部分，用来提供对本专利技术的进一步的理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种十字形三维编织物的编织工艺，其特征在于：编织纱线根据十字形三维织物的竖直分支的横截面形状排列成编织纱阵列按照四步法三维编织工艺进行编织，编织过程中依次进行移纱操作、补纱操作和添纱操作，移纱操作移出的纱线、补纱操作补加的纱线和添纱操作添加的纱线均向两侧进行左、右两侧分支的编织，得到十字形三维编织物。

【技术特征摘要】
1.一种十字形三维编织物的编织工艺，其特征在于：编织纱线根据十字形三维织物的竖直分支的横截面形状排列成编织纱阵列按照四步法三维编织工艺进行编织，编织过程中依次进行移纱操作、补纱操作和添纱操作，移纱操作移出的纱线、补纱操作补加的纱线和添纱操作添加的纱线均向两侧进行左、右两侧分支的编织，得到十字形三维编织物。2.一种十字形三维编织物的编织工艺，其特征在于，所述的编织工艺的具体步骤如下：步骤1)编织纱线根据十字形三维织物的竖直分支的一端的横截面形状排列形成编织纱阵列按照四步法三维编织工艺进行编织；编织一定长度后进行移纱操作：在编织纱阵列两侧分别移出一定数量的移出纱线，剩余的余纱线继续编织，移出纱线预留用于编织水平分支；所述余纱线继续编织一定的规定长度的过程中进行补纱操作：在所述编织纱阵列的纱线减少的方向上补入独立的补纱线，所述补纱线的两端预留用于编织两侧水平分支；所述余纱线编织规定长度后进行添纱操作：在所述编织纱阵列的纱线减少的方向上分别添加一定数量的添加纱线，所述的添加纱线的一端预留用于编织水平分支，另一端与余纱线共同编织所述竖直分支的另一端，直至达到规定长度；步骤2)步骤1)完成后，编织纱阵列两侧的移出纱线、补纱线和添加纱线分别进行左、右两侧水平分支的编织，得到十字形三维编织物。3.根据权利要求2所述的一种十字形三维编织物的编织工艺，其特征在于：所述移纱操作在编织纱阵列横向两侧或者纵向两侧分别移出一定数量的移出纱线。4.根据权利要求3所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静，杨桂，张蔚，李姗姗，
申请(专利权)人：中国纺织科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11