[发明专利]三维全五向编织预型件及其编织方法和编织设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维编织预型件及其编织方法，特别涉及一种改进的四步 法三维五向编织预型件及其编织方法。

背景技术

三维四向和五向(或更多向)编织是近二、三十年发展起来的新型立体编 织成型技术。三维四向矩形编织复合材料内部的编织束沿空间四个方向(立方 体的四个对角线方向)延伸并互相交叉，从而形成致密的不分层的整体结构。 在四向编织的基础上，在其它特定方向加入非编织束束即可形成三维五向、六 向、七向及更多向编织复合材料，起到在特定方向增强材料性能的作用。其中 三维五向中的第五向为编织轴线方向，在此方向加入纱束(轴向束)可加强轴 向性能，是较常见的实用的三维多向编织形式。

目前，通常采用四步法编织技术(以下简称四步法)制造三维五向编织预 型件，这种产品存在着不足之处。如图1所示，是采用传统四步法得到的三维 五向矩形编织预型件的横截面示意图，在部分编织束1交叉路径处，具有空隙3 而没有轴向束2，导致这种复合材料的轴向性能不能达到最佳。另外，由于编织 束1张力的作用，预型件内部会产生横向收缩挤压，如图1A所示，在所述的空 隙3周围，编织束1由于轴向束2占据空间位置而发生弯曲以填充空隙3，因此 编织束1在其空间行进方向上呈波浪状弯曲，不能很好地承受载荷，导致整体 性能的进一步下降。

以上虽然是以矩形编织为例说明现有三维五向产品的不足，在四步法三维 五向圆环形编织产品中，由于编织方法相似，也存在同样的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种三维全五向编织预型 件，在每个编织束交叉路径形成的空隙里均形成有轴向束，以提升现有三维五 向编织预型件的轴向性能与整体性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括：

一种三维全五向编织预型件，包括由编织束与轴向束通过传统四步法编织 技术交织形成的三维五向编织结构，其特征在于：在所述的三维五向编织结构 的编织束的交叉路径形成的空隙内，还沿编织轴线方向添加有轴向束。

其中：在每个编织束的交叉路径形成的空隙里均形成有轴向束。

其中：在三维全五向编织预型件中的编织束和轴向束以外的其它方向还添 加有纱线，以形成三维六向编织预型件、三维七向编织预型件或者更多向的编 织预型件。

其中：所述的三维全五向编织预型件的横截面形状是矩形、圆环形、部分 圆环形、多个矩形的组合形状、多个圆环形的组合形状、多个部分圆环形的组 合形状或者是矩形、圆环形和部分圆环形的组合形状。

其中：所述的编织束与轴向束全部是纱束。

其中：部分轴向束是光纤束、压电材料束或者磁致伸缩材料束。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括：

一种三维全五向矩形编织预型件的编织方法，编织机器的底盘上排列着数 个行方向轨道和列方向轨道，并且在编织机器底盘上按照传统四步法三维五向 矩形编织方式排列着数个编织束载纱器和轴向束载纱器，其特征在于：

在每相邻两行轴向束载纱器之间增加设置有一行新轴向束载纱器，然后按 照传统四步法三维五向矩形编织过程进行编织；在编织过程中，所述的载纱器 的一个运动循环中分为四步：

在第一步中，相邻行的编织束载纱器连同该行的轴向束载纱器沿行向轨道 向左或向右交错运动一个编织束载纱器的位置；

在第二步中，相邻列的编织束载纱器沿列向轨道向上或向下交错运动一个 编织束载纱器的位置，轴向束载纱器保持不动；

在第三步中，相邻行的编织束载纱器连同该行的轴向束载纱器沿行向轨道 向左或向右交错运动一个编织束载纱器的位置，其运动方向与第一步的相反；

在第四步中，相邻列的编织束载纱器沿列向轨道向上或向下交错运动一个 编织束载纱器的位置，其运动方向与第二步的相反，轴向束载纱器保持不动。

其中：在所述的底盘上的行方向轨道之间增加轴向束固定挂点，以供放置 所述的新轴向束载纱器。

其中：在每相邻两行编织束载纱器之间间隔有一行行方向轨道，在所述的 行方向轨道上放置所述的新轴向束载纱器，并在所述的行方向轨道上的空位上 放置空载纱器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括：