[实用新型]三维全五向编织预型件及其编织设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三维编织预型件及其编织方法和编织设备，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，本实用新型的目的在于：提供一种三维全五向编织预型件及其编织设备，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，本实用新型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。

在较佳的技术方案中，在每个编织束的交叉路径形成的空隙里均形成有轴向束。

在较佳的技术方案中，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。

在较佳的技术方案中，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。

在较佳的技术方案中，所述的编织束与轴向束全部是纱束。

在较佳的技术方案中，部分轴向束是光纤束、压电材料束、磁致伸缩材料束或者空束。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案还包括：

一种用于编织三维全五向矩形编织预型件的专用编织设备，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行方向轨道和列方向轨道，其特征在于：在所述的行方向轨道之间增加轴向束载纱器固定挂点，以供放置新轴向束载纱器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案还包括：

一种用于编织三维全五向圆环形编织预型件的专用编织设备，在编织机器底盘上按照传统四步法三维五向圆环形编织方式排列着数个环形轨道和辐射轨道，其特征在于：在所述的环形轨道之间增加轴向束载纱器固定挂点，以供放置新轴向束载纱器。

与现有技术相比较，本实用新型具有的有益效果是：

1.本实用新型三维全五向编织预型件，除包含传统四步法预型件中的所有轴向束，还在其余的编织束交叉空隙处完全加满轴向束，使轴向束数量比现有四步法预型件中轴向束数量提高近一倍，轴向性能显著提高。可用于航天航空、高性能船艇、运输车辆、建筑、体育、休闲娱乐用品等的结构部件、功能结构集成部件。

2.本实用新型方法使其产品具有优越的整体性能及可设计性。由其制成的三维全五向编织复合材料既有二步法三维五向编织复合材料突出的轴向性能，又有四步法的可设计性强的特点，因此在轻质高强的先进复合材料应用中优势突出，经济效益非常可观。

3.本实用新型专用编织设备可以在不改变机器底盘大小的前提下，实现三维全五向编织。

附图说明

图1是采用传统四步法得到的三维五向编织矩形预型件的横截面示意图；

图1A是图1空隙处的局部放大示意图；