圓軌道法碳纖維三維筒狀織物的織造工藝研究.pdf

1、隨著輕質(zhì)高強復合材料需求的增長，三維紡織復合材料得到了迅速的發(fā)展。碳纖維復合材料密度小、強度高、耐高溫，并隨著織造技術(shù)日臻成熟，價格逐漸降低。使用三維筒狀織物作為增強體的復合材料，具有質(zhì)量輕、比剛度和比強度高、耐疲勞性能優(yōu)異等特點，因此受到越來越多的青睞。圓軌道織造法是一種新型的三維筒狀織物的織造技術(shù)，此方法采用周向開口、徑向引緯、軸向打緯的方式進行，可以實現(xiàn)織造的連續(xù)化。目前，圓軌道法處于研究初級階段，已成功織造出滌綸三維筒狀織物，驗

2、證了圓軌道法織造的可行性及品種的多樣性。但現(xiàn)有的三維筒狀織機和織造方法都存在一定的不足，特別是能否適應(yīng)碳纖維的織造方面，還亟須探討。
　　本論文主要通過不同織物組織的上機設(shè)計、碳纖維三維筒狀織物的上機織造及下機分析、織物的復合整理等幾個方面來進行圓軌道法碳纖維三維筒狀織物的工藝研究。
　　首先，本論文簡要介紹了碳纖維復合材料、新型圓軌道法和常用的三維筒狀織物的組織結(jié)構(gòu)，并重點分析了不同組織結(jié)構(gòu)的引緯方式的設(shè)計，從而確定了適宜

3、碳纖維上機織造的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)。對于同一種組織，不同的引緯方式的設(shè)計會產(chǎn)生不同的織造過程；操作工位數(shù)、每個工位所攜帶的引緯器數(shù)以及每個工位的不同開口規(guī)律數(shù)，是影響碳纖維手工織造效率和差錯率的重要因素。
　　接著設(shè)計并制作了新的圓軌道樣機，將軌道圈數(shù)從原來的10圈增加至20圈、用暗軌道替換明軌道、用內(nèi)置滑塊替換外置滑塊。圓軌道的圈數(shù)保證了織物的厚度需求；軌道、滑塊的替換改進，盡可能地減少了織造過程中碳纖維之間的碰撞摩擦，避免其起毛和斷

4、裂。并以聯(lián)合接結(jié)組織為例，選擇多個操作工位，每個工位都負責20圈軌道，且每個工位不同開口規(guī)律數(shù)相同的引緯方式，伴有噴水等輔助操作來進行上機織造，完成了聯(lián)合接結(jié)組織的滌綸/碳纖維織物和全碳纖維織物的上機織造。選擇聯(lián)合接結(jié)組織可以減少碳纖維交織時的屈曲變形，引緯方式的選擇進一步降低了對碳纖維的損傷，且更方便人工的操作，保證了碳纖維三維筒狀織物高效率、低差錯率的手工織造。
　　織物下機后對其外觀尺寸和表面狀態(tài)進行了測量分析，可知試樣成型