CN112359466A - 一种三维正交立体机织物的织造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三维正交立体机织物的织造方法，其织物由沿x轴延伸的经纱、沿y轴延伸的纬纱和沿z轴延伸的Z纱正交而成；设有n层、每层m根所述经纱，所述纬纱采用连续引纬的方式沿z轴逐层捆绑经纱，当z轴上同一列的纬纱引纬结束后打纬，所述Z纱采用连续引入的方式，于每次打纬后引入并穿透底层和顶层的经纱，实现对z轴上同一列纬纱的层间束缚。本发明提出三维正交立体机织物不仅纬纱每层纬纱捆绑经纱，而且Z纱再对经纱、纬纱进行捆绑，这样织物结构牢固、力学性能更佳。本发明提供的织造方法可根据工艺参数要求进行设计，实现织物参数的可设计性。
Description
技术领域
本发明涉及机织织物技术领域，特别涉及一种三维正交立体机织物的织造方法。
背景技术
高性能纤维在三维空间多方向连续排布、相互交缠，形成的纤维织物称为立体织物，作为增强体用于制作先进复合材料。复合材料的增强体形状结构及其品质基本决定了复合材料性能。以立体织物作为增强体的复合材料已成功应用于航空、航天等高技术领域，具有很好的发展前景。
传统机织增强体是通过层层铺设得到，其仅在经向和纬向对复合材料有纤维增强作用，但是在每层间缺少作用力，容易发生层间分裂，降低了复合材料的整体性能。因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种三维正交立体机织物的织造方法，以克服现有技术中的所述缺陷。另外，传统织机织造的三维正交结构，Z纱不能完全垂直于经纬纱，且经纬纱难以伸直，而且纱线层数有限制，结构不能严格符合设计要求。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种三维正交立体机织物的织造方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
一种三维正交立体机织物的织造方法，其织物由沿x轴延伸的经纱、沿y轴延伸的纬纱和沿z轴延伸的Z纱正交而成；设有n层、每层m根所述经纱，所述纬纱采用连续引纬的方式沿z轴逐层捆绑经纱，当z轴上同一列的纬纱引纬结束后打纬，所述Z纱采用连续引入的方式，于每次打纬后引入并穿透底层和顶层的经纱，实现对z轴上同一列纬纱的层间束缚。
进一步，所述纬纱沿z轴设置(n+1)层，利用纬纱将每一层的经纱隔开。基于三维正交立体机织物设计要求，可以将n设置为2～80。
进一步，所述Z纱沿y轴设置2～(m+1)层，利用Z纱将z轴上不同列的纬纱隔开。Z纱的数量最少可以设置两层，分别位于三维正交立体机织物y轴方向上的两端，也可以设置多层以提高织物的稳定性；最多可以设置与单层经纱数量相关的m+1层，实现织物的紧密交织。
进一步，所述Z纱由连接张力可调的携纱器引入。
进一步，所述三维正交立体机织物采用三维织机织造，所述三维织机中的开口装置是固定开口。
进一步，在经纱开口装置的每一列上固定一个弹力绳，将Z纱半固定在弹力绳中间。每次打纬后，沿z轴方向移动开口装置，使得原本高于顶层经纱的弹力绳移至低于底层经纱，或是相反操作。通过这样的方法实现连续引入Z纱，使得纬纱捆扎经纱的同时能够将Z纱压向机头的方向。
进一步，所述Z纱的头端固定在织机机头下方，穿过对应经纱筘板和弹力绳中间。
本发明与现有技术相比具有优点：
(1)本发明提出的三维正交立体机织物由正交三向结构织造而成，其中经纱与纬纱的层数可以根据设计要求确定，层数可达2-80层。
(2)本发明提出三维正交立体机织物不仅纬纱每层纬纱捆绑经纱，而且Z纱再对经纱、纬纱进行捆绑，这样织物结构牢固、力学性能更佳。
(3)本发明提供的织造方法可根据工艺参数要求进行设计，实现织物参数的可设计性。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，但是本发明并不限于这些实施例。
为解决纱线层数有限制，结构不能严格符合设计要求，本发明的目的在于提供一种三维正交立体机织物的织造方法，经纱固定开口，连续引纬，打纬驱动部件来使经纬纱垂直平铺，Z纱与纬纱交织并贯穿织物起到层间约束作用的织造工艺。
实施例1
所述三维正交立体机织物的织造方法为：织物由沿x轴延伸的经纱、沿y轴延伸的纬纱和沿z轴延伸的Z纱正交而成；设有n层、每层m根所述经纱，所述纬纱采用连续引纬的方式沿z轴逐层捆绑经纱，当z轴上同一列的纬纱引纬结束后打纬，所述Z纱采用连续引入的方式，于每次打纬后引入并穿透底层和顶层的经纱，实现对z轴上同一列纬纱的层间束缚。所述三维织机中的开口装置是由方格大小相同的金属网格做成n×m格子，分别一一对应每一根经纱。这样使通过的经纱每层每列形成一定的距离，这样经纱就形成了固定的开口，纬纱也可以连续穿过每层开口。根据不同三维正交立体机织物的工艺要求，可替换不同的开口装置，以适配不同的经纱开口大小、相邻经纱之间的距离、以及经纱层数列数。经纱需要穿过筘板和相应的金属网格；纬纱采用连续引纬，一层一层捆绑经纱；每一列引纬结束后再引入Z纱。Z纱头端固定在织机机头下方，穿过对应经纱筘板，穿过弹力绳中间，弹力绳绑在在经纱开口装置的每一列上，再连接张力可调的携纱器。该开口装置可以再高于第一层经纱以及低于最后一层经纱的两个位置进行往复移动。然后通过整体上提固定在经纱开口装置的每一列上的弹力绳，半固定在弹力绳上的Z纱就从各列经纱之间被提起，然后利用辅助装置移动Z纱穿过筘板，到达织造区，再由打纬机构完成打纬动作。重复操作，便能形成一块三维正交机织物。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种三维正交立体机织物的织造方法，其特征在于，其织物由沿x轴延伸的经纱、沿y轴延伸的纬纱和沿z轴延伸的Z纱正交而成；设有n层、每层m根所述经纱，所述纬纱采用连续引纬的方式沿z轴逐层捆绑经纱，当z轴上同一列的纬纱引纬结束后打纬，所述Z纱采用连续引入的方式，于每次打纬后引入并穿透底层和顶层的经纱，实现对z轴上同一列纬纱的层间束缚。
2.根据权利要求1所述的三维正交立体机织物的织造方法，其特征在于，所述纬纱沿z轴设置(n+1)层，n＝2～80。
3.根据权利要求1所述的三维正交立体机织物的织造方法，其特征在于，所述Z纱沿y轴设置2～(m+1)层，m＝2～80。
4.根据权利要求1所述的三维正交立体机织物的织造方法，其特征在于，所述Z纱由连接张力可调的携纱器引入。
5.根据权利要求4所述的三维正交立体机织物的织造方法，其特征在于，采用三维织机织造，所述三维织机中的开口装置是固定开口。
6.根据权利要求5所述的三维正交立体机织物的织造方法，其特征在于，在经纱开口装置的每一列上固定一个弹力绳，将Z纱半固定在弹力绳中间。
7.根据权利要求6所述的三维正交立体机织物的织造方法，其特征在于，所述Z纱的头端固定在织机机头下方，穿过对应经纱筘板和弹力绳中间。
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