CN112481773A - 纤维束、三维机织结构、三维织物复合材料及工艺方法 - Google Patents

纤维束、三维机织结构、三维织物复合材料及工艺方法 Download PDF

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Abstract

该纤维束、三维机织结构、三维织物复合材料及工艺方法，所述纤维束由若干股线组成，若干所述股线合股加捻，所述股线为碳纤维，所述纤维束的单纱捻度为5～60捻/m。通过纤维束加捻以及设计加捻后纤维束的排列方式，可以改善三维织物复合材料的纵横剪切模量和断裂韧性，提高三维织物复合材料在航空制件上的应用空间；纤维束加捻还可以提高纤维束的整体性能，捻度、捻转角能影响加捻后的三维织物复合材料的性能，增加纤维束与树脂之间的结合力，实现面外剪切性能的提升。

Description

纤维束、三维机织结构、三维织物复合材料及工艺方法
技术领域
本发明涉及一种纤维束及三维机织结构。
本发明还涉及一种三维织物复合材料及工艺方法。
背景技术
碳纤维作为高性能纤维，具有许多优异的性能，不仅体积质量低、比强度高、比模量高，而且耐热性及化学稳定性好，一般作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。目前应用最广泛的结构复合材料是纤维增强复合材料，其加工方法是将多层单层纤维布叠在一起，并用树脂基体将纤维布浸透，固化成型后得到复合材料层合板。与金属材料相比，复合材料层合板面内强度和刚度好。然而，与传统的金属材料相比，复合材料层合板抗冲击性能弱，层间力学性能差，这在很大程度上限制了复合材料层合板在汽车、飞机等关键部位的使用。
为了提高复合材料层合板的层间性能，科研人员在20世纪80年代研发出了三维纺织复合材料。并随着三维纺织技术、树脂传递模塑(RTM)、复合材料虚拟制造和考核验证技术的不断成熟，三维机织/RTM(3D Woven/RTM)产品也随之创新并在航空制件中得到广泛应用，如航空发动机叶片和包容环。
三维织物复合材料是指通过树脂灌入多层纱线立体交织构成的高厚度织物中形成的复合材料构件，具体工艺是先将不同层的纱线通过经纱连接到一起，使各组纱线在三维空间内相互交错，形成互相接结的网状结构，再将机织成型的复合材料预制件与树脂基体整体复合成型成复合材料构件，如图1所示。相比于传统的层合板复合材料，因为基体和纤维束的作用，有更为出色的稳定性、抗压性和应变性，其材料层间性能和抗冲击性能得到了一定的提升。但由于三维机织材料的整体性能是由组成的其的每一根纤维材料组成，纤维本身的质量、直径大小以及纱线之间的相对空间关系等均会影响机织材料的整体性能，在复合材料的结构设计时需要整体考量这些因素。
以发动机复合材料叶片为例，其叶片具有厚度纵横双向变化，且扭转角不断增大的结构特点，使用织物作为增强材料其在成型过程中往往需要发生较大的剪切变形，而传统的三维机织材料是由经纱1、纬纱2和Z向纤维3，这三个系统的纱线两两互相垂直组成，如图1所示，在其他方向上没有纤维，当发生剪切变形时，其G12方向(在1-2平面内)上剪切模量较低，同时纤维的断裂韧性也低，容易发生剪切破坏，因此需要通过结构设计和工艺改进提高材料的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纤维束、三维机织结构、三维织物复合材料及工艺方法，以解决三维织物复合材料发生剪切变形时，其G12方向上剪切模量较低，纤维的断裂韧性低，容易发生剪切破坏的问题。
为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：
本发明提供一种纤维束，所述纤维束用于编织三维织物复合材料，所述纤维束由若干股线组成，若干所述股线合股加捻，所述股线为碳纤维，所述纤维束的单纱捻度为5～60捻/m。
在本技术方案中，通过纤维加捻，纤维束的拉伸性能和断裂延伸率明显提升。
较佳地，所述股线为T800H，所述碳纤维的规格为6K，所述纤维束的单纱捻度为5捻/m。
在本技术方案中，当股线使用T800H的碳纤维时，纤维束的单纱捻度为5捻/m时，拉伸性能和断裂延伸率最佳。
较佳地，所述股线为CCF800H，所述碳纤维的规格为6K，所述纤维束的单纱捻度为20捻/m。
在本技术方案中，当股线使用CCF800H的碳纤维时，纤维束的单纱捻度为20捻/m时，拉伸性能和断裂延伸率最佳。
本发明还提供一种三维机织结构，所述三维机织结构由若干纤维布铺层和若干Z向纤维组成，所述纤维布铺层包括相互交织的经纱、纬纱，所述Z向纤维垂直贯穿若干所述纤维布铺层，所述经纱、纬纱为纤维束，所述纤维束由若干股线组成，若干所述股线合股加捻。
在本技术方案中，通过纤维加捻以及设计加捻后纤维的排列方式，可以改善机织复合材料的纵横剪切模量和断裂韧性，提高机织复合材料在航空制件上的应用空间。
较佳地，所述股线为碳纤维，所述股线的股数为2股，所述碳纤维的规格为6K或12K，所述纤维束的捻度为60捻/m，所述纤维束的捻转角小于23°。
在本技术方案中，使用上述参数的纤维束，形成三维机织结构，其纵横剪切模量和断裂韧性更佳。
较佳地，所述纤维布铺层的层数为六层，分别为依次逐层铺设的第一纤维布铺层、第二纤维布铺层、第三纤维布铺层、第四纤维布铺层、第五纤维布铺层和第六纤维布铺层；
所述第一纤维布铺层的股线的股数为两股，所述股线为碳纤维，所述碳纤维的规格为6K，所述股线合股加捻的方向为正向，所述纤维束的捻度为60捻/m，所述纤维束的捻转角小于5°；
所述第二纤维布铺层的股线的股数为两股，所述股线为碳纤维，所述碳纤维的规格为6K，所述股线合股加捻的方向为反向，所述纤维束的捻度为60捻/m，所述纤维束的捻转角小于5°；
所述第三纤维布铺层的股线的股数为两股，所述股线为碳纤维，所述碳纤维的规格为12K，所述股线合股加捻的方向为正向，所述纤维束的捻度为60捻/m，所述纤维束的捻转角小于23°；
所述第四纤维布铺层的股线的股数为两股，所述股线为碳纤维，所述碳纤维的规格为12K，所述股线合股加捻的方向为反向，所述纤维束的捻度为60捻/m，所述纤维束的捻转角小于23°；
所述第五纤维布铺层的股线的股数为两股，所述股线为碳纤维，所述碳纤维的规格为6K，所述股线合股加捻的方向为反向，所述纤维束的捻度为60捻/m，所述纤维束的捻转角小于5°；
所述第六纤维布铺层的股线的股数为两股，所述股线为碳纤维，所述碳纤维的规格为6K，所述股线合股加捻的方向为正向，所述纤维束的捻度为60捻/m，所述纤维束的捻转角小于5°。
在本技术方案中，上述纤维布铺层的排列方式，可以改善三维机织结构的纵横剪切模量和断裂韧性，提高机织复合材料在航空制件上的应用空间。
本发明还提供一种三维织物复合材料，所述三维织物复合材料包括：
三维机织结构，所述三维机织结构如上述技术方案所述；
树脂溶液，所述树脂溶液灌入所述三维机织结构中。
在本技术方案中，将树脂溶液灌入上述三维机织结构中，可获得纵横剪切模量和断裂韧性得以提高的三维织物复合材料。
较佳地，所述树脂溶液为以100:80的质量比的环氧树脂、聚酰胺型固化剂相混合的混合物。
在本技术方案中，上述质量配比的树脂溶液为一种优选的树脂溶液，能获得更佳的材料性能。
本发明还提供一种三维织物复合材料的工艺方法，包括以下步骤：
1)制作若干纤维布铺层，每个所述纤维布铺层使用纤维束作为经纱、纬纱相互交织编织而成，每根所述纤维束通过使用丝束加捻设备将若干股线合股加捻而成；
2)使用Z向纤维将若干所述纤维布铺层垂直贯穿后固定，形成所述三维机织结构；
3)将树脂溶液灌入所述三维机织结构中。
在本技术方案中，通过上述工艺方法，可以制作出具有加捻的纤维束的三维织物复合材料，提高三维织物复合材料的剪切模量和断裂韧性。
较佳地，所述股线为碳纤维，所述步骤1)包括以下步骤：
使用丝束加捻设备，将两股6K的碳纤维正向合股加捻生产出第一纤维束，所述第一纤维束的捻度为60捻/m，所述第一纤维束的捻转角小于5°；
使用所述第一纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第一纤维布铺层；
使用丝束加捻设备，将两股6K的碳纤维反向合股加捻生产出第二纤维束，所述第二纤维束的捻度为60捻/m，所述第二纤维束的捻转角小于5°；
使用所述第二纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第二纤维布铺层；
使用丝束加捻设备，将两股12K的碳纤维正向合股加捻生产出第三纤维束，所述第三纤维束的捻度为60捻/m，所述第三纤维束的捻转角大于23°；
使用所述第三纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第三纤维布铺层；
使用丝束加捻设备，将两股12K的碳纤维反向合股加捻生产出第四纤维束，所述第四纤维束的捻度为60捻/m，所述第四纤维束的捻转角大于23°；
使用所述第四纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第四纤维布铺层；
使用丝束加捻设备，将两股6K的碳纤维反向合股加捻生产出第五纤维束，所述第五纤维束的捻度为60捻/m，所述第五纤维束的捻转角小于5°；
使用所述第五纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第五纤维布铺层；
使用丝束加捻设备，将两股6K的碳纤维正向合股加捻生产出第六纤维束，所述第六纤维束的捻度为60捻/m，所述第六纤维束的捻转角小于5°；
使用所述第六纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第六纤维布铺层。
在本技术方案中，通过纤维束的加捻以及设计加捻后纤维束的排列方式，可以改善三维织物复合材料的纵横剪切模量和断裂韧性。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
该纤维束、三维机织结构、三维织物复合材料及工艺方法，通过纤维束加捻以及设计加捻后纤维束的排列方式，可以改善三维织物复合材料的纵横剪切模量和断裂韧性，提高三维织物复合材料在航空制件上的应用空间；纤维束加捻还可以提高纤维束的整体性能，捻度、捻转角能影响加捻后的三维织物复合材料的性能，增加纤维束与树脂之间的结合力，实现面外剪切性能的提升。
附图说明
图1为现有技术的三维机织结构的结构示意图。
图2至图4为本发明纤维束合股加捻后的示意图。
图5为本发明实施例一的纤维束的断裂伸长率、剪切模量的测试数据图。
图6为本发明实施例二的纤维束的断裂伸长率、剪切模量的测试数据图。
图7为按照经典层压板理论模拟的G12与纤维束加捻角度的关系曲线图。
图8为本发明实施例三的三维织物复合材料的纤维布铺层的结构示意图。
图9为本发明实施例四的三维织物复合材料的工艺方法的步骤示意图。
附图标记说明
经纱1，纬纱2，Z向纤维3；
第一纤维布铺层4，第二纤维布铺层5，第三纤维布铺层6，第四纤维布铺层7，第五纤维布铺层8，第六纤维布铺层9。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
实施例一
如图2所示，该纤维束用于编织三维织物复合材料，纤维束由若干股线组成，若干股线合股加捻，股线为碳纤维，碳纤维的型号为T800H，碳纤维的规格为6K，纤维束的单纱捻度分别为：5捻/m，10捻/m，20捻/m，40捻/m，60捻/m。
三维织物在成型过程中为满足零件的最终尺寸要求，在成型过程中往往会发生较大的变形，其中剪切变形是最主要的变形形式，而三维织物的抗剪能力受到纱线交织点之间的摩擦力的限制以及纱线之间的相对空间关系的影响，通常在G12方向上剪切模量较低。为了解决机织复合材料的抗剪切能力差，提高机织复合材料纵横剪切模量，本发明首先通过纤维加捻的方式，将两股股线按照一定的捻度进行加捻，再将加捻后的纤维束织造成纤维布。如图3至图4所示，，而后考虑加捻后的纤维束由于加捻纤维在其他方向上分量的产生，对除经向和纬向方向外其他方向的抗剪能力也显著提升，通过铺层设计从而实现织物复合材料G12方向(1-2平面内)上剪切模量和断裂韧性的提高，具体原理图如图3至图4所示。
对上述纤维束的断裂伸长率、剪切模量进行测试，具体测试过程为：
1)树脂调配：将环氧树脂与固化剂(聚酰胺型)以100:80的质量比混和，加入树脂槽中，在室温条件下机械混和搅拌均匀；
2)纸质加强片的制备：将纱线浸渍入调配好的树脂中，使纱线端部夹持处被树脂包裹形成纸质加强片，纸质加强片覆盖拉伸装置的有效夹持范围的分界线处，树脂常温固化4.5h；
3)拉伸试验件的制备：分别从所得的10组加捻股线和2组无捻股线取250mm，保证合股线不解捻的情况下，夹持树脂制作的纸质加强片；
4)按照GB/T 3362-2017《碳纤维复丝拉伸性能试验方法》标准开展拉伸试验，分析断裂时的剪切模量、断裂伸长率的变化。一组纱线测试10个试样，取其平均值作为最终值，试验结果正则化后见图5。
由上述测试结果的图5可知，本发明的加捻后的纤维束与未经加捻处理的纤维束相比，其剪切模量、断裂伸长率随着捻度的增加呈现先增加再降低的趋势。如果综合考虑剪切模量和断裂伸长率二者的最优匹配性，从图5的结果可知，纤维束的单纱捻度为5捻/m时，拉伸性能和断裂延伸率最佳。
实施例二
实施例二的纤维束的结构与实施例一相同，不同之处在于：实施例二的碳纤维的型号为CCF800H，碳纤维的规格为6K，纤维束的单纱捻度分别为：5捻/m，10捻/m，20捻/m，40捻/m，60捻/m。
使用与实施例一相同的测试方法，对实施例二的纤维束进行测试，测试结果如图6可知。本发明的加捻后的纤维束与未经加捻处理的纤维束相比，其断裂伸长率随着捻度的增加呈现先增加再降低的趋势，而剪切模量在捻度20捻/m时达到最高。综合考虑加捻对二者性能的影响，建议纤维加捻捻度为20捻/m。
实施例三
如图7所示，按照经典层压板理论模拟的G12与纤维束加捻角度的关系曲线(数据已正则化处理)，可以看出，当纤维束加捻角度达到45°时，G12剪切模量最大。
如图8所示，本发明还提供一种三维机织结构，三维机织结构由六层纤维布铺层和若干Z向纤维组成，纤维布铺层包括相互交织的经纱、纬纱，Z向纤维垂直贯穿若干纤维布铺层，经纱、纬纱为纤维束，纤维束由若干股线组成，若干股线合股加捻。其中，股线为碳纤维，股线的股数为2股，碳纤维的规格为6K或12K，纤维束的捻度为60捻/m，纤维束的捻转角小于23°。
具体而言，六层纤维布铺层，分别为依次逐层铺设的第一纤维布铺层4、第二纤维布铺层5、第三纤维布铺层6、第四纤维布铺层7、第五纤维布铺层8和第六纤维布铺层9。第一纤维布铺层4的股线的股数为两股，股线为碳纤维，碳纤维的规格为6K，股线合股加捻的方向为正向，纤维束的捻度为60捻/m，纤维束的捻转角小于5°；第二纤维布铺层5的股线的股数为两股，股线为碳纤维，碳纤维的规格为6K，股线合股加捻的方向为反向，纤维束的捻度为60捻/m，纤维束的捻转角小于5°；第三纤维布铺层6的股线的股数为两股，股线为碳纤维，碳纤维的规格为12K，股线合股加捻的方向为正向，纤维束的捻度为60捻/m，纤维束的捻转角小于23°；第四纤维布铺层7的股线的股数为两股，股线为碳纤维，碳纤维的规格为12K，股线合股加捻的方向为反向，纤维束的捻度为60捻/m，纤维束的捻转角小于23°；第五纤维布铺层8的股线的股数为两股，股线为碳纤维，碳纤维的规格为6K，股线合股加捻的方向为反向，纤维束的捻度为60捻/m，纤维束的捻转角小于5°；第六纤维布铺层9的股线的股数为两股，股线为碳纤维，碳纤维的规格为6K，股线合股加捻的方向为正向，纤维束的捻度为60捻/m，纤维束的捻转角小于5°。
使用树脂溶液灌入上述三维机织结构中，即可形成三维织物复合材料。该树脂溶液可以为以100:80的质量比的环氧树脂、聚酰胺型固化剂相混合的混合物。
取200mm*200mm的上述三维织物复合材料，采用像框法开展剪切试验。可见，通过纤维加捻和对加捻纤维的铺层设计来增加除经向和纬向的其他方向的抗能力，从而实现织物复合材料G12方向上剪切模量、断裂韧性和面外剪切性能的提高。
实施例四
如图9所示，本发明三维织物复合材料的工艺方法，包括以下步骤：
1)制作若干纤维布铺层，每个纤维布铺层使用纤维束作为经纱、纬纱相互交织编织而成，每根纤维束通过使用丝束加捻设备将若干股线合股加捻而成；
2)使用Z向纤维将若干纤维布铺层垂直贯穿后固定，形成三维机织结构；
3)将树脂溶液灌入三维机织结构中。
当纤维布铺层为六层时，股线为碳纤维，步骤1)包括以下步骤：
使用丝束加捻设备，将两股6K的碳纤维正向合股加捻生产出第一纤维束，第一纤维束的捻度为60捻/m，第一纤维束的捻转角小于5°；
使用第一纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第一纤维布铺层；
使用丝束加捻设备，将两股6K的碳纤维反向合股加捻生产出第二纤维束，第二纤维束的捻度为60捻/m，第二纤维束的捻转角小于5°；
使用第二纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第二纤维布铺层；
使用丝束加捻设备，将两股12K的碳纤维正向合股加捻生产出第三纤维束，第三纤维束的捻度为60捻/m，第三纤维束的捻转角大于23°；
使用第三纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第三纤维布铺层；
使用丝束加捻设备，将两股12K的碳纤维反向合股加捻生产出第四纤维束，第四纤维束的捻度为60捻/m，第四纤维束的捻转角大于23°；
使用第四纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第四纤维布铺层；
使用丝束加捻设备，将两股6K的碳纤维反向合股加捻生产出第五纤维束，第五纤维束的捻度为60捻/m，第五纤维束的捻转角小于5°；
使用第五纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第五纤维布铺层；
使用丝束加捻设备，将两股6K的碳纤维正向合股加捻生产出第六纤维束，第六纤维束的捻度为60捻/m，第六纤维束的捻转角小于5°；
使用第六纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第六纤维布铺层。
通过上述三维织物复合材料的工艺方法，可以制作出实施例三所述的三维织物复合材料。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纤维束，所述纤维束用于编织三维织物复合材料，其特征在于：所述纤维束由若干股线组成，若干所述股线合股加捻，所述股线为碳纤维，所述纤维束的单纱捻度为5～60捻/m。
2.根据权利要求1所述的纤维束，其特征在于：所述股线为T800H，所述碳纤维的规格为6K，所述纤维束的单纱捻度为5捻/m。
3.根据权利要求1所述的纤维束，其特征在于：所述股线为CCF800H，所述碳纤维的规格为6K，所述纤维束的单纱捻度为20捻/m。
4.一种三维机织结构，其特征在于：所述三维机织结构由若干纤维布铺层和若干Z向纤维组成，所述纤维布铺层包括相互交织的经纱、纬纱，所述Z向纤维垂直贯穿若干所述纤维布铺层，所述经纱、纬纱为纤维束，所述纤维束由若干股线组成，若干所述股线合股加捻。
5.根据权利要求4所述的三维机织结构，其特征在于：所述股线为碳纤维，所述股线的股数为2股，所述碳纤维的规格为6K或12K，所述纤维束的捻度为60捻/m，所述纤维束的捻转角小于23°。
6.根据权利要求4所述的三维机织结构，其特征在于：所述纤维布铺层的层数为六层，分别为依次逐层铺设的第一纤维布铺层、第二纤维布铺层、第三纤维布铺层、第四纤维布铺层、第五纤维布铺层和第六纤维布铺层；
所述第一纤维布铺层的股线的股数为两股，所述股线为碳纤维，所述碳纤维的规格为6K，所述股线合股加捻的方向为正向，所述纤维束的捻度为60捻/m，所述纤维束的捻转角小于5°；
所述第二纤维布铺层的股线的股数为两股，所述股线为碳纤维，所述碳纤维的规格为6K，所述股线合股加捻的方向为反向，所述纤维束的捻度为60捻/m，所述纤维束的捻转角小于5°；
所述第三纤维布铺层的股线的股数为两股，所述股线为碳纤维，所述碳纤维的规格为12K，所述股线合股加捻的方向为正向，所述纤维束的捻度为60捻/m，所述纤维束的捻转角小于23°；
所述第四纤维布铺层的股线的股数为两股，所述股线为碳纤维，所述碳纤维的规格为12K，所述股线合股加捻的方向为反向，所述纤维束的捻度为60捻/m，所述纤维束的捻转角小于23°；
所述第五纤维布铺层的股线的股数为两股，所述股线为碳纤维，所述碳纤维的规格为6K，所述股线合股加捻的方向为反向，所述纤维束的捻度为60捻/m，所述纤维束的捻转角小于5°；
所述第六纤维布铺层的股线的股数为两股，所述股线为碳纤维，所述碳纤维的规格为6K，所述股线合股加捻的方向为正向，所述纤维束的捻度为60捻/m，所述纤维束的捻转角小于5°。
7.一种三维织物复合材料，其特征在于，所述三维织物复合材料包括：
三维机织结构，所述三维机织结构如权利要求4至6任一项所述；
树脂溶液，所述树脂溶液灌入所述三维机织结构中。
8.根据权利要求7所述的三维织物复合材料，其特征在于：所述树脂溶液为以100:80的质量比的环氧树脂、聚酰胺型固化剂相混合的混合物。
9.一种三维织物复合材料的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制作若干纤维布铺层，每个所述纤维布铺层使用纤维束作为经纱、纬纱相互交织编织而成，每根所述纤维束通过使用丝束加捻设备将若干股线合股加捻而成；
2)使用Z向纤维将若干所述纤维布铺层垂直贯穿后固定，形成所述三维机织结构；
3)将树脂溶液灌入所述三维机织结构中。
10.根据权利要求9所述的三维织物复合材料的工艺方法，其特征在于，所述股线为碳纤维，所述步骤1)包括以下步骤：
使用丝束加捻设备，将两股6K的碳纤维正向合股加捻生产出第一纤维束，所述第一纤维束的捻度为60捻/m，所述第一纤维束的捻转角小于5°；
使用所述第一纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第一纤维布铺层；
使用丝束加捻设备，将两股6K的碳纤维反向合股加捻生产出第二纤维束，所述第二纤维束的捻度为60捻/m，所述第二纤维束的捻转角小于5°；
使用所述第二纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第二纤维布铺层；
使用丝束加捻设备，将两股12K的碳纤维正向合股加捻生产出第三纤维束，所述第三纤维束的捻度为60捻/m，所述第三纤维束的捻转角大于23°；
使用所述第三纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第三纤维布铺层；
使用丝束加捻设备，将两股12K的碳纤维反向合股加捻生产出第四纤维束，所述第四纤维束的捻度为60捻/m，所述第四纤维束的捻转角大于23°；
使用所述第四纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第四纤维布铺层；
使用丝束加捻设备，将两股6K的碳纤维反向合股加捻生产出第五纤维束，所述第五纤维束的捻度为60捻/m，所述第五纤维束的捻转角小于5°；
使用所述第五纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第五纤维布铺层；
使用丝束加捻设备，将两股6K的碳纤维正向合股加捻生产出第六纤维束，所述第六纤维束的捻度为60捻/m，所述第六纤维束的捻转角小于5°；
使用所述第六纤维束作为经纱、纬纱，相互交织编织成第六纤维布铺层。
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