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(qiáng)復(fù)合材料需求的增長(zhǎng)，三維紡織復(fù)合材料得到了迅速的發(fā)展。碳纖維復(fù)合材料密度小、強(qiáng)度高、耐高溫，并隨著織造技術(shù)日臻成熟，價(jià)格逐漸降低。使用三維筒狀織物作為增強(qiáng)體的復(fù)合材料，具有質(zhì)量輕、比剛度和比強(qiáng)度高、耐疲勞性能優(yōu)異等特點(diǎn)，因此受到越來(lái)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(jìn)行，可以實(shí)現(xiàn)織造的連續(xù)化。目前，圓軌道法處于研究初級(jí)階段，已成功織造出滌綸三維筒狀織物，驗(yàn)

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(jī)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(jī)設(shè)計(jì)、碳纖維三維筒狀織物的上機(jī)織造及下機(jī)分析、織物的復(fù)合整理等幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)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(jiǎn)要介紹了碳纖維復(fù)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(diǎn)分析了不同組織結(jié)構(gòu)的引緯方式的設(shè)計(jì)，從而確定了適宜

3、碳纖維上機(jī)織造的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)。對(duì)于同一種組織，不同的引緯方式的設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生不同的織造過程；操作工位數(shù)、每個(gè)工位所攜帶的引緯器數(shù)以及每個(gè)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(cuò)率的重要因素。
　　接著設(shè)計(jì)并制作了新的圓軌道樣機(jī)，將軌道圈數(shù)從原來(lái)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(jìn)，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(gè)操作工位，每個(gè)工位都負(fù)責(zé)20圈軌道，且每個(gè)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(lái)進(jìn)行上機(jī)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(jī)織造。選擇聯(lián)合接結(jié)組織可以減少碳纖維交織時(shí)的屈曲變形，引緯方式的選擇進(jìn)一步降低了對(duì)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(cuò)率的手工織造。
　　織物下機(jī)后對(duì)其外觀尺寸和表面狀態(tài)進(jìn)行了測(cè)量分析，可知試樣成型