一種混雜三維編織預制件的制備方法技術

本發明專利技術涉及一種混雜三維編織預制件的制備方法，包括：根據預制件橫截面尺寸與紗線粗細選擇各類紗線的數量，并確定每個錠子上的各類紗線的數量；根據預制件橫截面形狀，對錠子進行排列，掛紗時，在每個錠子上對不同紗線進行均勻混雜；根據四步法三維編織工藝進行編織，編織時每個錠子上的各類紗線的數量與排列保持不變，直至預制件長度到達所需長度。本發明專利技術避免了掛紗、編織前將不同纖維混雜制成混紡紗，操作簡單，減少了工序，有利于降低生產成本，同時，本發明專利技術中每個錠子上的各類紗線的數量與排列保持不變，可以實現不同紗線在預制件橫截面上的均勻、穩定分布。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及三維編織預制件
，特別是涉及。
技術介紹
在混雜三維編織預制件中含有兩種或兩種以上的纖維，其為多功能材料的制備提供了一個重要途徑；同時，由于三維編織增強體的結構具有高度整體性，其抗沖擊、耐疲勞、不封層。上述特點使得混雜三維編織預制件在航空航天、國防軍工以及汽車等領域有著廣泛應用，如直升機螺旋槳葉、衛星桁架接頭、導彈防熱罩以及新型輕質轎車車身等。目前，制備混雜三維編織預制件的方法主要有:1、紗線內纖維混雜法，即將不同纖維混雜制成混紡紗，然后再利用混紡紗線進行三維編織的方法。本方法的主要缺點是:在掛紗、編織之前，需要先將不同纖維進行混雜以制得所需混紡紗，增加了工序，提高了生產成本，且纖維在紗線中混雜的均勻性難以控制與表征。2、錠子分組掛紗混雜法，即依設計將載紗錠子分成若干組，掛紗時，同一組錠子上掛相同紗線，不同組錠子之間所掛紗線種類亦不相同。本方法的缺點是:不同紗線在預制件橫截面上難以做到均勻分布，不同紗線在預制件橫截面上的混雜分布難以保持穩定，這些缺點是由四步法編織工藝所決定的，難以克服。
技術實現思路
為了克服上述技術問題，本專利技術提供。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是:提供，包括以下步驟:(I)根據預制件橫截面尺寸與紗線粗細選擇各類紗線的數量，并確定每個錠子上的各類紗線的數量；(2)根據預制件橫截面形狀，對錠子進行排列，掛紗時，在每個錠子上對不同紗線進行均勻混雜；(3)根據四步法三維編織工藝進行編織，編織時每個錠子上的各類紗線的數量與排列保持不變，直至預制件長度到達所需長度。當預制件橫截面形狀呈方形時，所述步驟(3)包括以下子步驟:(31)每行上的載紗錠子沿行方向交替運動一個錠子的距離；(32)每列上的載紗錠子沿列方向交替運動一個錠子的距離；(33)每行上的載紗錠子沿行方向交替運動一個錠子的距離，此時的運動方向與步驟(31)時的運動方向相反；(34)每列上的載紗錠子沿列方向交替運動一個錠子的距離，此時的運動方向與步驟(32)時的運動方向相反；(35)重復步驟(31)-步驟(34)，直至預制件長度到達所需長度。當預制件橫截面形狀呈圓形時，所述步驟(3)包括以下子步驟:(31)每圓周行上的載紗錠子沿周向交替運動一個錠子距離；(32)每徑向列上的載紗錠子沿徑向交替運動一個錠子距離；(33)每圓周行上的載紗錠子沿周向交替運動一個錠子距離，此時的運動方向與步驟(31)時的運動方向相反；(34)每徑向列上的載紗錠子沿徑向交替運動一個錠子距離，此時的運動方向與步驟(32)時的運動方向相反；(35)重復步驟(31)-步驟(34)，直至預制件長度到達所需長度。所述步驟(2)中掛紗時，每個錠子上掛四根紗線，所述四根紗線分為兩種類型，以均勻間隔分布的方式排列。有益效果由于采用了上述的技術方案，本專利技術與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果:本專利技術直接在錠子上將不同紗線進行混雜排列，避免了掛紗、編織前將不同纖維混雜制成混紡紗,操作簡單,減少了工序,有利于降低生產成本；本專利技術中每個錠子上的各類紗線的數量與排列保持不變，可以實現不同紗線在預制件橫截面上的均勻、穩定分布。本專利技術適用范圍廣，對單紗、股線等各種形式的編織紗均可適用，且不受預制件橫截面形狀的限制。【附圖說明】圖1是方型編織工藝下混雜編織時的錠子掛紗示意圖；圖2是方型編織工藝下混雜編織時的編織示意圖；圖3是圓型編織工藝下混雜編織時的錠子掛紗示意圖；圖4是圓型編織工藝下混雜編織時的編織示意圖；圖5是混雜矩形梁的立體形狀示意圖；圖6是混雜空心圓柱梁的立體形狀不意圖；圖7是混雜T形梁的立體形狀示意圖。【具體實施方式】下面結合具體實施例，進一步闡述本專利技術。應理解，這些實施例僅用于說明本專利技術而不用于限制本專利技術的范圍。此外應理解，在閱讀了本專利技術講授的內容之后，本領域技術人員可以對本專利技術作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。本專利技術的實施方式涉及，以四步法三維編織工藝為基礎，控制紗線的排列與運動規律，使得不同紗線在預制件橫截面內混雜均勻且分布穩定，掛紗時在每個錠子上對不同紗線進行均勻混雜，編織時每個錠子上的各類紗線的數量與排列保持不變。具體步驟如下:(I)根據預制件橫截面尺寸與紗線粗細選擇各類紗線的數量，并確定每個錠子上的各類紗線的數量；(2)根據預制件橫截面形狀，對錠子進行排列，掛紗時，在每個錠子上對不同紗線進行均勻混雜；(3)根據四步法三維編織工藝進行編織，編織時每個錠子上的各類紗線的數量與排列保持不變，直至預制件長度到達所需長度。如圖1和圖2所示，為方型編織工藝下混雜編織時的錠子掛紗示意圖與編織示意圖，圖中掛紗時，將錠子在編織機地盤上排列成方形，每個錠子3上掛四根紗線，其中第一種紗線掛I兩根，第二種紗線2掛兩根，并等分間隔排列；編織時，第I步每行錠子沿行方向交替移動一個錠子距離，第2步每列錠子沿列方向交替移動一個錠子距離，第3步、第4步錠子移動方向分別與第I步、第2步相反，經上述四步，完成一個機器循環。如圖3和圖4所示，為圓型編織工藝下混雜編織時的錠子掛紗示意圖與編織示意圖，圖中掛紗時，將錠子在編織機地盤上排列成圓形，每個錠子3上掛四根紗線，其中第一種紗線掛I兩根，第二種紗線2掛兩根，并等分間隔排列；編織時，第I步每圓周行錠子沿周向交替移動一個錠子距離，第2步每徑向列錠子沿徑向交替移動一個錠子距離，第3步、第4步錠子移動方向分別與第I步、第2步相反，經上述四步，完成一個機器循環。下面以具體的混雜編織預制件為例，來進一步闡述本專利技術。實施例1:如圖5所示，為一個混雜矩形梁的立體形狀示意圖，采用T700_12k碳纖維I與1200tex高強玻纖2編織該矩形梁的混雜預制件。第一步，根據預制件橫截面尺寸與紗線粗細，計算各類紗線的數量，設計每個錠子上的各類紗線的數量與排列，選擇336根碳纖維紗線、336根玻璃纖維紗線來用于編織，其中每個錠子上含有2根碳纖維紗線、2根玻璃纖維紗線；第二步，根據預制件橫截面形狀與尺寸，設計三維編織機底盤上載紗錠子的排列形式和行、列數，將各類紗線按第一步的設計結果懸掛于各載紗錠子上，將載紗錠子按12行、12列的形式排列于編織機底盤上，其中在每個載紗錠子上懸掛2根碳纖維紗線、2根玻璃纖維紗線，紗線以等分間隔的形式排列；第三步，根據四步法方型三維編織工藝進行編織，第I步使相鄰行上的載紗錠子沿行方向交替運動一個錠子的距離，第2步使相鄰列上的載紗錠子沿列方向交替運動一個錠子的距離，第3步、第4步中載紗錠子的運動方向分別與第I步、第2步相反，經過上述四步運動，完成一個編織循環，編織時每個錠子上的碳纖維紗線、玻璃纖維紗線的數量與排列保持不變；第四步，依據第三步所述的編織方法繼續進行后續編織，直至預制件長度到達所需長度，得到寬度約為2cm，厚度約為2cm的矩形梁混雜預制件。實施例2:如圖6所示，為一個混雜空心圓柱梁的立體形狀示意圖，采用T700_12k碳纖維I與1200tex高強玻纖2編織該空心圓柱梁的混雜預制件。第一步，根據預制件橫截面尺寸與紗線粗細，計算各類紗線的數量，設計每個錠子上的各類紗線的數量與排列，選擇432根碳纖維紗線、432根玻璃纖維紗線來用于編織，其中每個錠子上含有2根碳纖維紗線、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混雜三維編織預制件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)根據預制件橫截面尺寸與紗線粗細選擇各類紗線的數量，并確定每個錠子上的各類紗線的數量；(2)根據預制件橫截面形狀，對錠子進行排列，掛紗時，在每個錠子上對不同紗線進行均勻混雜；(3)根據四步法三維編織工藝進行編織，編織時每個錠子上的各類紗線的數量與排列保持不變，直至預制件長度到達所需長度。

【技術特征摘要】
1.一種混雜三維編織預制件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)根據預制件橫截面尺寸與紗線粗細選擇各類紗線的數量，并確定每個錠子上的各類紗線的數量； (2)根據預制件橫截面形狀，對錠子進行排列，掛紗時，在每個錠子上對不同紗線進行均勻混雜； (3)根據四步法三維編織工藝進行編織，編織時每個錠子上的各類紗線的數量與排列保持不變，直至預制件長度到達所需長度。2.根據權利要求1所述的混雜三維編織預制件的制備方法，其特征在于，當預制件橫截面形狀呈方形時，所述步驟(3)包括以下子步驟: (31)每行上的載紗錠子沿行方向交替運動一個錠子的距離； (32)每列上的載紗錠子沿列方向交替運動一個錠子的距離； (33)每行上的載紗錠子沿行方向交替運動一個錠子的距離，此時的運動方向與步驟(31)時的運動方向相反； (34)每列上的載紗錠子沿列方向交替運動一個錠子的距離，此時的運動方向與...

【專利技術屬性】
技術研發人員：覃小紅，權震震，閻建華，俞建勇，
申請(專利權)人：東華大學，
類型：發明
國別省市：上海;31