CN102409463A - 一种高纱线密度多层顶部织物及其回转壳体织物的织造方法 - Google Patents
一种高纱线密度多层顶部织物及其回转壳体织物的织造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种高纱线密度多层顶部织物及其回转壳体织物的织造方法。该结构是一种以每两步衬1纬的方式加合于传统的四步法三维五向或四步法三维六向编织结构之中的高纱线密度多层衬纬的三维编织结构；本发明还涉及该顶部结构的织造方法，该方法是在现有四步法三维编织物织造方法基础上，增加了一个衬纬纱系统，衬纬纱沿与编织纱垂直的方向按机器运行中每两步衬1纬的方式夹引入相邻的经纱列之间，分布于织物的整个厚度之中。本发明对带有该顶部的三维回转壳体织物的整体的织造方法也作了叙述，该壳体织物在结构上由顶部和身部这两部分组成，并且所有的参与顶部编织的纱线都预留出继续织造身部所需要的长度。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种三维织物及其织造技术，具体是一种三维回转壳体织物及其织造方法，国际专利主分类号拟为Int.CID03D 13/00(2006.01)。
背景技术
三维回转壳体织物属于异型织物，在形状上较为特殊，通常在其一端有一封顶；其通常用途例子为用碳纤维织造的三维回转壳体织物经渗碳处理后制成C/C复合材料壳体，与传统的金属制件相比具有很好的减重效果，同时各种性能也均能满足要求，在航天领域中特别是在固体火箭发动机复合材料壳体中的应用较为广泛。
理想的三维回转壳体织物应该能达到以下结构和性能的要求：在结构组成上，顶部与身部为连续整体结构，顶部与身部之间有尽可能多的纱线连贯织造，并且分布均匀，有一定的整体壁厚，纤维体积密度较大且各处间变化较小，型面尺寸准确，其组织结构有利于基体对织物的浸渍和复合。
目前，回转壳体织物及其制备或成型方法主要可有以下几种：
1.裁剪铺层法，即采用机织平面织物通过适当裁剪和合理铺层来制成回转壳体状织物的方法。这种成型方法的主要缺点是：平面织物经裁剪后的整体性很差，铺层操作的可控性不好，回转壳体织物制件各部分的纤维体积含量均匀性和一致性不良，型面尺寸的准确性较低，影响制件的整体性能，尤其是壳体制件的环向力学性能薄弱，质量难以保证。
2.缠绕法，即采用纤维束沿环向、母线方向直接缠绕到模具上的方法。该成型方法的主要缺点是：纵、横纤维束之间无交织，使得壳体制件的整体性很差，当缠绕的是异形件时很难保证各处的纤维排列的均匀性，特别是进入后续加工时常常发生纤维从表层开始的逐层紊乱甚至脱落的问题，质量较差。
3.环形机织布机织造法(专利CN1932101A、专利CN1932102A)，即采用3台或3台以上环形均布的织机以成型模具为中心进行织造。这种成型方法虽可实现回转壳体织物的立体化整体织造，但是织物层数较少，因纱线数量受到综框综丝数的限制，另外壳体的空间外形的变化及实现较为困难，因在布机增减纱线较为复杂。还有，该法未涉及顶部的织造。
4.2.5D织机制织法(专利CN101811365A)，即由至少4台2.5D方机采用放射性加纱法进行编织，这种成型方法的主要缺点也是未涉及顶部的织造。
5.带2.5D结构封顶的织造法(专利CN100370068C)，该法虽织有顶部，但其专利说明书中明确地将顶部仅仅限定在2.5D织物结构的范围内：“本发明所述的封顶织物的顶部结构是一类层一层正交角联锁结构，可以是……角联锁结构中的任何一种”。但是，2.5D结构成型的织物纤维体积含量较低，且2.5D结构单胞中的孔隙是封闭的，不利于基体在增强体中的流动，采用这种结构成型的构件密度较低，复合不均匀，易产生气泡，影响产品的力学性能和烧蚀性能以及透波性能。而三维回转壳体织物的顶部恰恰是应用条件最为恶劣的部位，例如在航天航空的应用中，所以该区域的性能直接制约着该类织物在复合材料应用领域的进一步发展。
发明内容
为了克服现有技术的整体性差，制件各部分的纤维体积含量均匀一致性不良，型面尺寸准确性差，尤其是壳体的整体力学性能薄弱、质量难以保证等不足，本发明提供高纱线密度多层顶部织物、顶部织物织造方法及其整体三维回转壳体织物的织造方法。
本发明解决所述顶部织物技术问题的技术方案是：用带有高纱线密度多层衬纬的四步法三维编织结构作为顶部织物，该结构是一种以每两步衬1纬的方式加合于传统的四步法三维五向或四步法三维六向编织结构之中的新结构，本发明中简称为衬纬四步法三维编织结构。该结构的纤维体积含量比较高，单胞中的纤维取向为长方体或正方体的四根对角线和轴向线，交织角度较小，孔隙沿着纤维运动方向呈开口状态，各向密度均匀性好。采用该织物顶部的回转壳体织物不但顶部纤维体积含量较高，纤维与纤维之间的孔隙是不封闭的，基体在增强体中的流动性较强，方便使用，而且从顶部连贯到身部的纱线数量较多，获得较大的顶部与身部的整体连接强度，产品经过复合后可有效提高复合材料的力学强度和密度的均匀性，以满足部件对强度和均匀性的高要求。
本发明解决所述顶部织物织造方法技术问题的技术方案是：在现有四步法三维编织物织造方法基础上，增加了一个衬纬纱系统，衬纬纱沿与编织纱垂直的方向按机器运行中每两步衬1纬的方式夹引入相邻的经纱列之间，并以该方式分布于织物的整个厚度之中，如此实现了高纱线密度多层衬纬的四步法三维编织结构织物的织造；具体工艺步骤包括：(1)、将动纱和不动纱(不动纱仅存在于三维六向的编织中)的一端(纱线上挂端)先固定在挂纱杆上，另一端(纱线下连端)通过橡皮筋或弹簧等连接载体连接到四步法三维编织机的锭子上；(2)、在纱线上挂端预留长度为三维回转壳体织物的母向长度加上一半的余量，并用夹板将预留部分的纱线全部固定好；(3)、操作四步法三维编织机器上下左右进行顶部的编织运动，即每进行一次上下左右运动后，就逐层提丝并穿入1行与动纱长度相同的衬纬纱，直至衬纬纱达到织物要求的行数和层数为止，(4)、沿对角线及长度和宽度方向另外穿入多根纱线并将其固定紧，以防止顶部的组织结构松散；(5)、将固定预留纱线的夹板取下，即获得本发明所述的三维回转壳体织物的顶部。
本发明解决所述整体三维回转壳体织物的织造方法技术问题的技术方案是：设计一种三维回转壳体织物的织造方法，该壳体织物在结构上由顶部和身部这两部分组成，顶部设计并制作成带有多层衬纬加强的四步法三维编织织物结构，并且所有的参与顶部编织的纱线都预留出继续织造身部所需要的长度；身部设计并制作成带有多根衬经加强的2.5D织物结构；该整体三维回转壳体织物在制作技术上依次使用四步法三维编织机与2.5D织机进行顶部和身部的连贯编织而成，顶部的包括所有编织经纱和所有衬纬纱线在内的全部纱线，都将分布成为身部的经纱连贯地进行编织，并在为达到所需规格尺寸及密度要求而添加的其它纱线的协同参与下，完成该三维回转壳体织物的制作。
本发明的有益效果是：
与现有产品相比，本发明所述的三维回转壳体织物结构，尤其是顶部的织物结构，可有效提高顶部的纤维体积含量，进而提高复合材料的密度；另外该成型方法的孔隙有利于基体在增强体之间的流动，有效地减少了气泡的数量，保证了产品的密度均匀性。解决了现有结构密度低、气泡多、均匀性差的特点；将四步法三维编织结构与2.5D结构组合在同一回转壳体织物中，有利用于发挥出各自结构的特长，具有整体性好、环向力学性能高、纤维分布均匀、型面尺寸准确等优良性能；该织造方法不但特别适用于制作C/C复合材料壳体的预制件，减重效果明显，而且同样也适用于制作树脂基、陶瓷基复合材料壳体的预制件，可广泛用于航空、航天、武器和民用等有关领域。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明三维回转壳体织物的结构示意图；
图2为本发明三维回转壳体织物的高纱线密度多层衬纬四步法三维顶部结构的示意图；
图3为本发明三维回转壳体织物的顶部与身部的纱线整体连贯的示意图；
图4为本发明三维回转壳体织物的尖顶结构示意图；
图5为本发明三维回转壳体织物的钝顶结构示意图；
图6为本发明三维回转壳体织物的方顶结构示意图；
图7为本发明三维回转壳体织物的顶部织物编织过程示意图；
图8为本发明的顶部用四步法三维编织机进行织造的运动及状态示意图；
图中1.顶部，2.身部，3.第一组动纱，4.第二组动纱，5.衬纬纱，6.挂纱杆，7.四步法三维编织机，8.夹板，A.纱线上挂端，B.纱线下连端，H.三维回转壳体织物的壁厚。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明，但本发明不受实施例限制：
本发明的三维回转壳体织物在结构组成上通常由顶部1与身部2整体连贯而成，是具有一定壁厚H的三维回转壳体织物，如图1所示。壁厚H根据具体的用途，可以是等厚度的，也可以是变厚度的。
本发明的作为顶部的织物为高纱线密度多层衬纬的四步法三维编织结构。该结构为整体多层三维编织结构的改进，具体地是一种将每两步每层衬1纬的方式加合于传统的四步法三维五向或四步法三维六向编织结构之上的新结构。加合于四步法三维五向的本发明的结构如图2所示，第一组动纱3、第二组动纱4和衬纬纱5共同编织成本发明实施例之一的三维五向多层衬纬结构。所有的参与顶部编织的纱线3、4、5都预留出继续织造身部所需要的长度，以便顶部1与身部2的整体连贯，如图3所示，整体连贯是通过顶部四周留满的纱线3、4、5参与身部继续编织而实现的。本发明的顶部织物还可将每两步每层衬1纬的方式加合于四步法三维六向编织结构之上，这是在上述第一组动纱3、第二组动纱4和衬纬纱5之外还另加一组经向的不动纱共同编织成本而成。
三维回转壳体织物的顶部1的形状可以为尖顶(图4)、钝顶(图5)或方顶(图6)。
本发明的顶部织物的设计步骤为：首先，根据三维回转壳体织物的具体尺寸和形状要求，确定其顶部的形状及其纱线列数，例如顶部为尖顶或钝顶，则选用小顶，列数较少，一般为16列到32列之间，尺寸一般为1厘米宽左右，例如顶部是平顶，则顶部为平顶的实际形状和尺寸；按顶部形状和尺寸计算纱线的列数；然后，根据顶部的纱线列数、厚度以及顶部的纤维体积含量，计算四步法三维编织的顶部动纱和不动纱的层数、列数以及横向纱的层数、行数；再后，根据预制件具体的尺寸、形状要求，确定四步法三维编织的顶部动纱和不动纱以及横向纱的纱线长度，纱线长度的计算公式为纱线的长度＝异型织物的母线长度×2+异型织物顶部宽度+余量。
本发明的顶部织物的编织过程如图7、图8所示。
首先如图7所示，将编织纱，包括动纱3、4和不动纱(不动纱仅存在于三维六向的编织中)的一端A(纱线上挂端)先固定在挂纱杆6上，另一端B(纱线下连端)通过橡皮筋或弹簧等连接载体连接到四步法三维编织机7的锭子上；在挂端A预留长度为三维回转壳体织物的母向长度加上一半的余量，并用夹板8将预留部分的纱线全部固定好；然后，在四步法三维编织机器7上依次进行图8中所示的上下左右操作运动来完成顶部1的编织运动，具体为每进行一次上下左右运动后，就逐层提丝并穿入1行与动纱3、4的长度相同的衬纬纱5，如此直至衬纬纱5达到织物要求的行数和层数为止。这种逐行逐层的将衬纬纱5穿入，目的是使顶部1的四周均布满纱线3、4、5。在该过程中，注意使衬纬纱5两端留的余量相等，以使顶部1位于衬纬纱5的中间位置。
当顶部织物编织达到要求的规格大小后，就沿对角线及长度和宽度方向另外穿入多根纱线并将其固定紧，以防止顶部1的组织结构松散；再后，将固定预留纱线的夹板8取下，就完成了三维回转壳体织物的顶部1编织。该顶部1在其四周分布满了能够满足身部2的编织长度要求的动纱3、4和不动纱(不动纱仅存在于三维六向的编织中)以及衬纬纱5，所有这些纱线3、4、5都将成为身部2的经纱参与身部2的编织。
本发明的实施例中的身部2的织物结构为通常的2.5D组织结构。顶部1成型后可以按照现有的技术进行回转形状身部2的编织。例如，可先将顶部1靠装在成型模具的相应位置处，并将顶部1四周预留的所有纱线3、4、5分别按排布要求垂挂于以成型模具为中心成环形均布的3台或3台以上的2.5D织机的纱钩上，然后采用环形引纬法并配合模具成型法将纬纱逐一引入经纱并使经纬纱交织；在身部的织造过程中，随着成型模具直径的增大或减小，可按照与所述模具直径增减变化相适应的数量在加纱点加入经纱或在减纱点减掉经纱；依此反复进行，直至三维回转壳体织物整体织造完成。
本发明未述及之处适用于现有技术。
下面给出本发明的具体实施例。
实施例1
本实施例为尖顶三维回转壳体织物，如图1所示。身部2为变厚度壁厚，母线长度是50厘米，要求编织出织物顶部1，并预留纱线供身部2进行编织用，顶部1的纤维体积含量要求(53±3)％，顶部1的编织结构采用四步法三维五向编织结构。
1.在三维多向编织机器上编织产品顶部
(1)纱线具体规格如下，动纱3、4的长度1400mm，股数是4股190tex石英纤维合股，衬纬纱5的长度1400mm，衬纬纱5也是4股190tex石英纤维合股，动纱3、4的列数为10列，衬纬纱5的行数为6行。
(2)将10列动纱3、4的一端A先固定好，而另一端B通过橡皮筋与四步法三维编织机7的锭子相连接。
(3)在距动纱A端695mm处进行动纱固定，通过夹板8将其固定好。
(4)四步法三维编织机上下、左右各一次，见图8所示，将机器由状态a运动到状态c，然后逐层提丝并逐层喂入1行衬纬纱5。图中实心箭线表示了机器上下左右的运动形式，空心箭线表示了机器状态的流转。
(5)再运动三维多向编织机器上下、左右各一次，将机器由c运动到e，逐层提丝并逐层喂入1行衬纬纱5；
(6)重复运动(4)(5)，直至穿入6行衬纬纱5，层数为18层。
(7)沿对角线及长度方向、宽度方向穿入多根单股190tex纱线将织好的顶部1固定紧，然后就可从四步法三维编织机上取下顶部1的织物待用，此时的顶部1的四周布满留存长度的纱线3、4、5。
2.在2.5D织机7上编织产品身部2
(1)将顶部1紧贴于模具顶部，并用顶模调整装置将其压紧。
(2)身部2的结构采用2.5D织物组织，可由经纱、纬纱、不动纱、外表层经纱和内表层经纱组成。身部2的部分的经纱由顶部1四周布满留存长度的纱线3、4、5承担，即将顶部1四周的纱线3、4、5均匀分布并连接于2.5D织机的纱勾上。
(3)本实施例中，采用了8台方形2.5D织机环形分布组成机组并进行同步编织运动。除了顶部1四周布满留存长度的纱线3、4、5参与织造外，为满足密度要求，另加入16排经纱和40根不动纱进行织造，然后按已有的常规技术进行并完成身部2的如下的编织：
(4)不动纱均布于动纱行列中，不动纱的股数为2股190tex石英纤维合股，纬纱逐层由内往外绕入，绕完后及时测量开口处的内外周长，估算下纬的加纱量。纬纱全部采用以下绕法，每次均是由内往外绕，绕到最外层后，将纬纱头斜穿于织物到达织物内部，而后每次纬纱绕完后均进行同样的循环，保证了每次纬纱均是由内往外绕，且外圈的纬纱保持张紧状态。纬纱的股数为6股190tex石英纤维合股。
(5)机组全部向下动两格，加入估算的经纱量、不动纱量以及内外表层经纱量，后圈机台的内外表面纱线需手动与前机台上下表面纱线进行跳跃走纱，逐层由内往外绕入纬纱并测 量开口处的周长，估算下纬的经纱加纱量和不动纱加纱量。
(6)机组全部向下动两格，加入估算的经纱量、不动纱量以及内外表层经纱量，后圈机台的内外表面纱线需手动与前机台上下表面纱线进行跳跃走纱，逐层由内往外绕入纬纱并测量开口处的周长，估算下纬的经纱加纱量和不动纱加纱量。
(7)机组全部向上动两格，加入估算的经纱量、不动纱量以及内外表层经纱量，后圈机台的内外表面纱线需手动与前机台上下表面纱线进行跳跃走纱，逐层由内往外绕入纬纱并测量开口处的周长，估算下纬的经纱加纱量和不动纱加纱量。
(8)机组全部向上动两格，加入估算的经纱量、不动纱量以及内外表层经纱量，后圈机台的内外表面纱线需手动与前机台上下表面纱线进行跳跃走纱，逐层由内往外绕入纬纱并测量开口处的周长，估算下纬的经纱加纱量和不动纱加纱量。
(9)重复6-9的运动，如此直至加厚区域
(10)加厚区域需通过加层来实现厚度的变化，将后加的经纱整层固定于挂纱勾上，每纬加一层，纬纱由内往外绕。
(11)重复5次运动(10)，直至测量结果达到要求厚度23mm。
(12)再次重复6-9的运动，如此直至产品完成，最终经纱列数在800列左右。
3.后整理
产品完成后，对织物表面的纱线进行修剪，加厚区域的纱头全部剪掉。
实施例2：
本实施例为尖顶三维回转壳体织物，如图4所示。这是具有等厚预制体的织物剖面图，母线长度为50厘米，要求编织出织物顶部1，并预留纱线供身部2进行编织用，顶部1的纤维体积含量要求(53±3)％，编织结构采用四步法三维五向编织结构。
1.在四步法三维编织机上编织产品顶部1
(1)按照预制件要求，确定织物顶部1的形状和尺寸，本例织物顶部1为尖顶，故顶部形状设计为小顶，顶部列数设计为32列纱线，尺寸设计为边长为1厘米的正方形；
(2)确定顶部动纱的列数为10列，衬纬纱的行数为6行；
(3)动纱、衬纬纱的长度设计为：
纱线长度＝产品的母线长度×2+顶部宽度+60厘米
＝50厘米×2+1厘米+60厘米
＝161厘米
(4)将10列动纱的一端A固定于四步法三维多向编织机7上方，另一端通过橡皮筋与四步法三维编织机7上动纱锭子相连；
(5)距离A端预留部分长度纱线，纱线的长度为80厘米，用夹板8将预留的80厘米纱线全部固定好；
(6)运动四步法三维编织机7上下、左右各一次，见图8，将机器由a运动到c，逐层提丝并逐层喂入1行161厘米长的衬纬纱，衬纬纱两端各留80厘米；
(7)继续运动三维编织机器上下、左右各一次，将机器由c运动到e，逐层提丝并逐层喂入1行1行161厘米长的衬纬纱，衬纬纱两端各留80厘米；
(8)重复运动三次第五步第六步，直至穿入要求的6行衬纬纱。
(9)沿对角线及长度方向、宽度方向穿入13根纱线并将其固定紧，防止顶部松散，将固定动纱预留纱线的夹板8拿下，松开A端，三维五向的顶部1编织完成，并且四周预留了32列身部2的编织纱线。
2.在2.5D织机上编织产品身部2(与实施例1的类同，略)
3.后整理(与实施例1的类同，略)
实施例3：
本实施例为钝顶三维回转壳体织物，如图5所示。这是具有等厚预制体的织物剖面图，母线长度为50厘米，要求编织出织物顶部，并预留纱线供身部进行编织用，顶部的纤维体积含量要求(53±3)％，编织结构采用四步法三维五向编织结构。
1.在四步法三维编织机器上编织产品顶部1
(1)按照预制件要求，确定织物顶部1的形状和尺寸，本例异型织物顶部为钝顶，故顶部形状设计为小顶，顶部列数设计为24列纱线，尺寸设计为边长为0.8厘米的正方形；
(2)确定顶部动纱的列数为6列，衬纬纱的行数为6行；
(3)动纱、衬纬纱的长度设计为：
纱线长度＝产品的母线长度×2+顶部宽度+60厘米
＝50厘米×2+0.8厘米+60厘米
＝160.8厘米
(4)将6列动纱的一端A固定于四步法三维多向编织机7上方，另一端通过橡皮筋与四步法三维编织机7上动纱锭子相连；
(5)距离A端预留部分长度纱线，纱线的长度为80厘米，用夹板8将预留的80厘米纱线全部固定好；
(6)运动四步法三维编织机7上下、左右各一次，见图8，将机器由a运动到c，逐层提丝并逐层喂入1行160.8厘米长的衬纬纱，衬纬纱两端各留80厘米；
(7)继续运动三维编织机器上下、左右各一次，将机器由c运动到e，逐层提丝并逐层喂入1行1行160.8厘米长的衬纬纱，衬纬纱两端各留80厘米；
(8)重复运动三次第五步第六步，直至穿入要求的6行衬纬纱。
(9)沿对角线及长度方向、宽度方向穿入11根纱线并将其固定紧，防止顶部松散，将固定动纱预留纱线的夹板8拿下，松开A端，三维五向的顶部1编织完成，并且四周预留了24列身部2的编织纱线。
2.在2.5D织机上编织产品身部2(与实施例1的类同，略)
3、后整理(与实施例1的类同，略)
实施例4
本实施例为方顶三维回转壳体织物，如图6所示。这是具有等厚预制体的织物剖面图，母线长度为50厘米，顶部为正方形，边长为10厘米，要求编织出织物顶部1，并预留纱线供身部进行编织用，顶部的纤维体积含量要求(53±3)％，编织结构采用四步法三维六向编织结构。
1.在四步法三维编织机器上编织产品顶部1
(1)按照预制件要求，确定织物顶部1的形状和尺寸，本例织物顶部为为方的平顶，故顶部的尺寸形状为边长为10厘米的正方形；
(2)确定顶部动纱的列数，不动纱的列数，衬纬纱的行数，衬纬纱的行数为动纱、不动纱的列数之和，根据计算，动纱的列数为25列，不动纱的列数为24列，衬纬纱的行数为49行；
(3)动纱、不动纱、衬纬纱的长度设计为：
纱线长度＝产品的母线长度×2+顶部宽度+60厘米
＝50厘米×2+10厘米+60厘米
＝170厘米
(4)将25列动纱24列不动纱的一端A固定于四步法三维编织机上方，另一端通过橡皮筋与四步法三维编织机上动纱锭子不动纱锭子相连；
(5)距离A端预留部分长度纱线，纱线的长度为80厘米，用夹板8将预留的80厘米纱线全部固定好；
(6)运动四步法三维编织机器上下、左右各一次，见图8，将机器由a运动到c，逐层提丝并逐层喂入1行170厘米长的衬纬纱，衬纬纱两端各留80厘米；
(7)继续运动三维编织机器上下、左右各一次，将机器由c运动到e，逐层提丝并逐层喂入1行1行170厘米长的衬纬纱，衬纬纱两端各留80厘米；
(8)重复运动三次第五步第六步，直至穿入要求的6行衬纬纱。
(9)沿对角线及长度方向、宽度方向穿入77根纱线并将其固定紧，防止顶部松散，将固定动纱预留纱线的夹板8拿下，松开A端，三维六向的顶部1编织完成，并且四周预留了196列身部2的编织纱线。
2.在2.5D织机上编织产品身部2(与实施例1的类同，略)
3、后整理(与实施例1的类同，略)。
Claims (4)
1.一种三维回转壳体织物的顶部结构，其特征是：用高纱线密度多层衬纬的四步法三维编织结构作为顶部织物的结构，该结构是一种以每两步衬1纬的方式加合于传统的四步法三维编织结构之中的结构。
2.根据权利要求1所述的顶部结构，其特征是：高纱线密度多层衬纬的四步法三维编织结构是一种以每两步衬1纬的方式加合于传统的四步法三维五向编织结构之中的结构。
3.根据权利要求1所述的顶部结构，其特征是：高纱线密度多层衬纬的四步法三维编织结构是一种以每两步衬1纬的方式加合于传统的四步法三维六向编织结构之中的结构。
4.一种权利要求1所述三维回转壳体织物的顶部结构的织造方法，该织造方法在现有四步法三维编织物织造方法基础上，增加了一个衬纬纱系统，衬纬纱沿与编织纱垂直的方向按机器运行中每两步衬1纬的方式夹引入相邻的经纱列之间，并以该方式分布于织物的整个厚度之中，如此实现高纱线密度多层衬纬的四步法三维编织结构织物的织造，具体工艺步骤包括：
(1)、将编织纱的一端，即纱线上挂端，先固定在挂纱杆上，另一端，即纱线下连端，通过橡皮筋或弹簧等连接载体连接到四步法三维编织机的锭子上；
(2)、在纱线上挂端预留长度为三维回转壳体织物的母向长度加上一半的余量，并用夹板将预留部分的纱线全部固定好；
(3)、操作四步法三维编织机器上下左右进行顶部的编织运动，即每进行一次上下左右运动后，就逐层提丝并穿入1行与动纱长度相同的衬纬纱，直至衬纬纱达到织物要求的行数和层数为止，
(4)、沿对角线及长度和宽度方向另外穿入多根纱线并将其固定紧，以防止顶部的组织结构松散；
(5)、将固定预留纱线的夹板取下，即获得本发明所述的三维回转壳体织物的顶部。
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