[发明专利]一种连接柔性材料的方法

说明书

本发明公开了一种连接柔性材料的方法，利用连接柔性材料的系统，设定针距、行距，根据空心刺针工作部位长度和柔性材料厚度选择针刺方法，当柔性材料厚度≤空心刺针工作部位长度5/7时，空心刺针刺透柔性材料；当柔性材料厚度≥空心刺针工作部位长度5/7时，将柔性材料分为n层，其中n为自然正整数，每堆叠一层柔性材料针刺一遍，本发明结构简单，使用方便，将连接纱线固定在柔性材料上，还可将多层柔性材料的层间连接起来，形成一定厚度的柔性材料整体，适用于纤维复合材料预成型，解决了复合材料层合板抗冲击性能较差导致层合板受冲击后易分层，层间性能较差、边缘处易开裂的问题。

技术领域：

本发明涉及一种连接柔性材料的方法。

背景技术：

在复合材料制作过程中，要将一种或多种柔性材料经过叠层铺厚再连接成一个整体，常用的方法有缝合、整体编织、Z-pin等，而在工程应用中的许多场合，缝合中不能带有底线，如贴模缝合，柔性材料厚度较厚时根本无法缝合。一些部件不希望出现缝合底线的纹路，比如汽车零部件等外观件。缝合技术的应用，是为解决复合材料层合板抗冲击性能较差的缺点，层合板受冲击后易分层、开裂或散边，缝合较好地解决了层间性能较差、边缘处易开裂等问题。通过加强柔性材料层间贯穿性连接、局部连接或浅连接等，有助于提高复合材料的抗冲击损伤能力。

纤维复合材料经常要用到纤维预制体，即纤维预成型技术，它包括：三维编织技术、立体机织技术、多轴向针织技术、多层缝合技术、刺绣技术、植绒技术和2.5D针刺技术等，在纤维层间含有连续纤维或非连续纤维，一般能解决分层问题，这些技术大都是在纺织技术上的改进或创新。制备大尺寸纤维制品件增加了设备的复杂度，手工参与较多，相对制成品纤维利用率较低，产品的质量一致性难以保证，成型效率也较低，然而这些技术仍具发展潜力。

目前，很多复合材料将多层或多种柔性材料连接成一体，在还没有浸胶或固化前，这些材料大多是柔性材料或多孔材料，采用缝合技术连接，往往受缝针长度限制或受底线的特殊影响，由于带模时不能衬入底线，一般底线大多采用较细的柔性股线，这些底线在材质上与玻纤或碳纤复合材料有很大差别，会影响树脂的浸润，另外，很多外观件不希望出现底线的纹路。因此，在这些情况下缝合技术受到极大限制。现阶段仍然缺乏将一种或多种或多层柔性材料连接成一个整体的有效而低成本的方法。

发明内容：

本发明的目的是提供一种连接柔性材料的方法，该方法利用空心刺针将连接纱线固定在柔性材料上，将多层柔性材料的层间连接起来，形成一定厚度的柔性材料整体，适用于纤维复合材料预成型，解决了复合材料层合板抗冲击性能较差导致层合板受冲击后易分层，层间性能较差、边缘处易开裂的问题。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种连接柔性材料的方法，利用连接柔性材料的系统，该系统包括用于铺设柔性材料的水平模板，用于提供纱线的纱筒或纱锭，用于连接纱线将一种以上或一层以上柔性材料连接成一体的空心刺针，用于压住新形成的线迹的压脚板，用于机械式上、下往复运动来推动空心刺针的针尖的机构，此外还包括水平推动空心刺针移动的机构，所述空心刺针沿轴向为中空结构，空心刺针有以下横截面结构：内、外皆为圆形截面，其中外截面直径D＝0.3mm～12mm，内截面直径d＝0.1～10mm；所述空心刺针针尖部分具有倾斜剖面，所述倾斜剖面与空心刺针轴向面成30～65°的二面角；所述空心刺针针尖部分具有0.05～0.5mm的圆角，所述空心刺针针尖部分的侧壁设有针眼，所述空心刺针材质为不锈钢或硬质合金，纱筒或纱锭提供纱线引出后穿过空心刺针的空腔并从针尖端针眼穿出；该方法包括以下步骤：设定针距、行距，根据空心刺针工作部位长度和柔性材料厚度选择针刺方法，当柔性材料厚度≤空心刺针工作部位长度5/7时，空心刺针刺透柔性材料；当柔性材料厚度≥空心刺针工作部位长度5/7时，将柔性材料分为n层，其中n为自然正整数，每堆叠一层柔性材料针刺一遍。