[发明专利]一种三向斜交织物、其织造装置及其织造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三向斜交织物、其织造装置及其织造方法，属于织物领域。

背景技术

斜交织物以细编穿刺工艺为基础，通过工艺改进来实现X-Y平面与Z向形成特定的夹角。该类织物可以用于以复合材料制成的承力构件等产品，根据不同产品性能的需求，可设计不同倾斜角度，从而满足产品的需求。然而现有三维编织斜交织物在机械性能方面尚存在不足，且现有工艺难以实现高厚度(≥5cm)织物的织造成型，生产周期相对较长，劳动强度较大。

发明内容

为了解决现有技术中三向斜交织物存在机械性能差、工艺周期长、劳动强度大、无法织造高厚度织物等缺陷，本发明提供一种三向斜交织物、其织造装置及其织造方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种三向斜交织物，包括X-Y平面单元层和Z向纤维束，X-Y平面单元层有两层以上，Z向纤维束将所有的X-Y平面单元层连为一体结构，X-Y平面单元层和Z向纤维束之间的夹角0°～90°可调，三向斜交织物中纤维体积总含量为30％～70％。

本申请中三向斜交指X-Y平面单元层和Z向纤维束(或纤维棒)之间的夹角0°～90°可调。本申请中X、Y、Z指X向、Y向、Z向。

上述三向斜交织物可满足各种机械性能的要求。

为了方便织造，并满足日常所需，X-Y平面单元层为机织布层、无纺布层或纤维束层，Z向纤维束用Z向纤维棒替代。也即本申请即可用Z向纤维束也可用Z向纤维棒。

机织布可以是平纹布、斜纹布、缎纹布、无纬布、多轴向经编布等。

用于织造上述三向斜交织物的织造装置，包括排针装置、等高度模板、楔形模板、钢针、模板位置控制装置、加压辅助装置、第一固定柱和第二固定柱；

排针装置置于第一固定柱和第二固定柱之间，排针装置的上表面与水平面之间的夹角为0°～90°，排针装置的上表面设有等深度的盲孔，钢针有等长度的两根以上，钢针一端置于盲孔内形成m行n列钢针矩阵；

等高度模板的纵截面为矩形长条状，楔形模板的纵截面为直角梯形状，楔形模板的斜边与其长度方向的夹角与排针装置的上表面与水平面之间的夹角相等；等高度模板和楔形模板均有两条以上、且均位于排针装置上方的钢针矩阵内，等高度模板和楔形模板活动连接在模板位置控制装置上，模板位置控制装置滑动安装在第一固定柱和第二固定柱上，模板位置控制装置带动等高度模板和楔形模板上下移动；

加压辅助装置位于等高度模板和楔形模板的上方，加压辅助装置有两个以上、且两两相对地转动连接在第一固定柱和第二固定柱上。

本申请将布层移动的方向，定义为从上到下的方向。上述模板的纵截面指模板使用状态时的竖直方向的切面。

排针装置的上表面与水平面之间的夹角与X-Y平面单元层和Z向纤维束或Z向纤维棒之间的夹角相等。每一套楔形模板和排针装置对应一个角度的三向斜交织物。

等高度模板和楔形模板位于排针装置上方的钢针矩阵内，指等高度模板和楔形模板插在钢针矩阵的行或列内。

两两相对地设置在第一固定柱和第二固定柱上指第一固定柱和第二固定柱上的加压辅助装置两两相对；加压辅助装置两两相对地设置在第一固定柱和第二固定柱上，并且能够360°旋转，这样能进一步保证所得织物的均匀性，同时提高加压效率。

为了方便模板的抽取和插入，优选，等高度模板和楔形模板长度方向上的两头均为圆弧结构。

为了进一步提高位置控制的稳定性，优选，模板位置控制装置有两个、且相对设置在第一固定柱和第二固定柱上；模板位置控制装置包括线性导轨和滑动连接在线性导轨上的卡槽，等高度模板和楔形模板活动连接在卡槽内，线性导轨安装在第一固定柱或第二固定柱上。

模板位置控制装置是为了控制织物在加压过程中模板位置的稳定而设计的，它保证了织物的质量及生产过程中测量的准确性。

加压辅助装置滑动连接在线性导轨上，并位于卡槽的上方。这样加压辅助装置可根据需要与模板(等高度模板和楔形模板)一起上下移动，方便加压，保证织物质量。

在加压时，加压辅助装置可旋转至模板上方，加压过后即可移出钢针矩阵外侧，避免影响操作。加压辅助装置设计的原则是保证加压过程便于操作，同时，确保每次加压位置、加压值的稳定。

利用上述织造装置织造三向斜交织物的方法，包括如下步骤：

A、将钢针置于排针装置上表面的盲孔内，形成m行n列钢针矩阵；