多轴向经编织物编织工艺探讨
多轴向经编机复合针缝缀工艺及运动解析
多轴向经编机复合针缝缀工艺及运动解析曹清林;刘莉萍;刘志刚;朱晓宏;黄骏【摘要】为开发多轴向经编机的成圈运动装置,需要熟知其部件复合针的缝缀工艺及运动要求,为此,分析了多轴向经编机编织工艺过程.结果表明:复合针的运动包括实现垫纱、套圈和脱圈的上下直线运动,以及避免织针与纱线层之间产生干涉的前后直线运动;得出绑缚节距、牵拉辊转速、纱线层牵拉速度与织针前后运动动程之间的关系;复合针中槽针和针芯的上下直线运动要求为在一个极限位置具有停歇的往复运动,复合针的前后运动要求为无停歇的往复运动.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2014(035)010【总页数】5页(P136-140)【关键词】经编机;多轴向;复合针;缝缀工艺【作者】曹清林;刘莉萍;刘志刚;朱晓宏;黄骏【作者单位】江苏理工学院机械工程学院,江苏常州213001;常州市润源经编机械有限公司,江苏常州213131;常州市润源经编机械有限公司,江苏常州213131;常州市润源经编机械有限公司,江苏常州213131;常州市润源经编机械有限公司,江苏常州213131【正文语种】中文【中图分类】TS103多轴向经编机是生产取向结构玻璃纤维和碳纤维高强度复合基材的设备［1－3］，成圈装置是整机的主要结构之一［4－5］，其中，复合针运动装置是关键。
多轴向经编机中复合针的结构与其他类型经编机基本相同。
不同点在于，多轴向经编机中的复合针除了有上下运动外，还有与纤维层保持同步的向前运动，以及后续的后退运动［6－7］，因此，须研制具有上下和前后复合运动的复合针运动装置才能满足多轴向经编机产品的需要。
而分析多轴向经编机中复合针与其他成圈机件的配合关系、缝缀工艺过程，提出对每个机件的具体运动要求又是设计成圈运动装置的基础。
本文在研究多轴向经编机缝缀工艺基础上，分析工艺参数与复合针运动要求之间的关系。
1 成圈机件组成及特点多轴向经编机成圈机件的结构以及成圈工艺过程与一般经编机有所不同。
经编轴向织物结构及生产工艺
Ｏ 前 言
经编轴 向织物 是由带有纱线衬入装 置的经编机
其是用作树脂基 、 水泥基 以及橡 胶基等 复合材 料 的
增强材料 ， 近年来在航空航 天 、 交通 、 风电 、 建筑等领
域得到广泛关注和应用 。
生产的一类织物 ， 纱 线能 够按 照使用要 求平行 伸 直
地衬在需要的方向上。经 ２—１ ０—１ ６
为单轴 向、 双轴 向和多轴向经 编织物 。通过组织 和穿
修回 日 期： ２ ０ １ ２ — １ ２ — ０ ２ 作 者简介 ： 缪旭红 ， 女， １ ９ ７ １ 年生 ， 博士， 副教授 。研 究方 向 ： 织物 结构与性能研究以及纺织 品开发 。
缪旭红 ， 等： 经编轴 向织物结构及生产工 艺
Ｆｉ ｂ ｅ ｒ ｇ ｉ 经编织物技术与设 备
ａｓｓ
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｑ １ ７ １ ． ７ ７ ７
文献标识码 ： Ａ
经编轴 向织物结构及生产 工艺
缪旭红 ， 孔祥勇
（ 江 南大 学经 编技 术教 育部 工程研 究 中心 ， 无锡 ２ １ ４ １ ２ ２）
ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｂ ｉ ａ ｘ ｉ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｍｕ ｈ ｉ ａ ｘ ｉ ａ ｌ ｗ ａ ｐ— ｒ ｋ ｎ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｗ ｍａ ｔ ｅ ｉ ｒ ｌ ａ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｓ ｔ ｉ ｔ ｃ ｈ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ，
多轴向经编织物编织工艺探讨
目前 , 利巴公司在 Copcentra MAX 3 CNC 系列 机型的基础上 , 已成功推出了 Copcen tra MAX 5 CNC C arbon 机型 , 该机型是一种用于碳纤维生产的新型 多轴向经编机 , 已获得专利的新型铺层系统能够精 确平直地铺放碳纤维 , 铺层损伤较少, 可用较低成本 生产轻型或重型 多轴向衬纬铺 层织物 ( 每 层 80 ~ 300g /m ) 。 1 1 3 润源多轴向经编机 多轴向经编机的生产技术在国内起步较晚, 20 世纪 90 年代由天津纺织工学院与武进纺织机械厂 协作 , 研制成功国内第一台圆型多轴向经编机, 但因 与卡尔 迈耶 机速 相比 , 利 巴的 最高 机速 可 达 1200r/m in , 其机号为 E3~ E12 , 工作幅宽有 50 英寸 和 100英寸两种。利巴 Copcentra MAX 3 CNC 机器 的成圈机件 ( 见图 3) 和卡尔迈耶一样, 都采用 ST 导 纱针, 与卡尔迈耶不同的是 , 利巴机器采用了独特的 移动复合针系统 , 移动复合针系统使复合针除了在 垂直上下运动外 , 还在水平方向 (即织物喂入方向 ) 运动, 在一定程度上减少了织针对纬纱进入编织区 域的干扰, 降低了穿刺造成孔洞的可能性 , 织物质量 有所提高。此外 , 由于在编织过程中针与布一起运 动 , 织针所受的阻力减少 , 织针使用寿命延长 , 织物 生产效率提高, 经济效益好。利巴机器采用三个数 字伺服驱动的衬纬系统, 各个衬纬系统可以独立由 程序控制, 可以在 20 到 + 20 之间调整 ( 见图 4) , 角度可调范围大 , 无需像卡尔迈耶机器那样进行机 铺纬层数少、 机器结构复杂、 生产效率低 , 现已被淘 汰。 2008 年, 我国常州润源经编机械有限公司成功 研发了第一台国产智能化控制的 ! RCD 1 型多轴向 经编机 ∀, 该设备集电脑控制的多轴向铺纬技术、 多 连杆式可移动 ( 织针坯布随动 ) 成圈技术、 织物恒张 力收卷技术、 多速电子送经技术等于一体, 它的诞生 极大地推动了我国对多轴向生产设备的研发。 润源多轴向经编机常用的工作幅宽有: 50 英寸 ( 1270mm ) 、100 英 寸 ( 2540mm ), 机 号 为: E 5 、 E6 、 E10、 E12等多种型号 , 机速最高可达 1000 r/m in ,其 铺纬角度变化范围为 - 20 ~ + 20 , 已接近国外先 进铺纬水平
经编双轴向增强织物的织造与机织物工艺的比较
收稿日期:2001-04-13作者简介:池 庭(1976-)男,江苏常州人,东华大学纺织学院硕士研究生,从事纤维复合材料,医用纺织品的研究。
经编双轴向增强织物的织造与机织物工艺的比较池 庭 韩 玮(东华大学纺织学院 上海市 200051)[摘要]介绍了经编双轴向玻璃纤维增强骨架织物的织造工艺,并将其与机织物生产工艺进行了比较分析。
关键词:玻纤增强复合材料;双轴向经编增强材料;机织物文章编号:1002-3348(2001)05-0026-04 所谓结构复合材料是指作为承力结构使用的材料,由能承受载荷的增强体组元(如玻璃、陶瓷、碳素、高聚物、金属、天然纤维、织物、晶须、片材和颗粒等)与能联结增强体成为整体材料同时又起传力作用的基体组元(如树脂、金属、陶瓷、玻璃、碳和水泥等)构成。
结构复合材料的性能很大程度上取决于增强骨架的性能,而增强骨架的性能除了取决于增强体自身的性能外,还取决于增强骨架的结构和加工方式。
好的增强骨架结构不仅能承受多种载荷,同时也有助于在加工中稳定几何构造,因此研究开发新型增强骨架的必要性十分重要。
传统的纺织结构复合材料基本都采用机织方格布作为增强骨架。
这是因为首先,针织物是一种低模量的织物,在小的负荷下就会产生较大的变形,不适合做增强骨架。
其次,针织物中的纤维含量不能满足复合的要求。
但随着针织工艺的发展,特别是经编工业的突飞猛进,人们已开始逐渐注意到了经编针织物的优越性,它的特殊工艺很好地弥补了传统针织物的缺点,同时机织物本身特有的组织结构缺陷如织物中纱线的屈曲效应,也越来越引起人们的关注。
现对这两种纺织结构复合材料进行纵横向生产工艺的比较分析[1,2,3]。
玻纤增强复合材料的强度主要取决于经纬向的玻璃纤维和基体树脂的性能以及两者之间的组合状态。
因此,要对比讨论两种不同增强骨架的玻纤增强复合材料的性能时,就必须对影响它们性能的因素有所了解,这样才能使两者的对比站在同一起点,使对比具有可比性。
多轴向经编织物编织工艺探讨
～
１２英 寸 、０ ０ １ ２～１ ２英 寸 。 ３
图 １ 尔 迈 耶 Ｍａ ｍ 成 圈机 件 ｌｏ ｉ
的 １４倍 。此 外 ， ． 卡尔 迈 耶 机器 在 生 产碳 纤 维 多层 增 强织 物时 使用 了带 有单纱 张力 补偿 装置 的特殊 筒 子架 ， 纬纱 引入织 物 时保证 纱线 平行 而几乎无 损 伤 ，
张力较 均匀 ， 保证 了布面质 量 。
１ 多轴 向经编织 物的生产设备与编织
７ ６
多轴 向经 编 织 物 编 织 工 艺探 讨
２１ ０ ０年 ５月
多轴 向经 编 织物 编 织工 艺探 讨
顾 璐 英 ，蒋 高 明
（ 江南大学 ，江苏无锡 ２ ４ ２ ） １ １２
摘要 ：本文在对 多轴 向经编织物的生产设备 、 织原理等深入研 究的基础上 ， 一步探讨 了多轴 向经编织物的 编织工艺 ， 编 进 包括常 用原料 、 织物组织、 工艺规格等。 多轴向经编织物是 一种 采用高性 能纤维作 为增 强衬 纱， 多轴向经编机铺 纬运动和成 在
开发 较先进 的国家有 美 国 、 国 、 国 、 国 、 德 法 英 挪威 等
发达 国家 ， 而我 国 尚处 于起 步 阶段 。多 轴 向经 编织 物 以其 优 良的成 型性 、 固有 的悬垂 性 、 良好 的抗 冲击
性 和能量 吸收 特性 ， 及相 对 其 它 纺 织增 强 结 构 低 以 廉 的生 产成本 和 简单 的工 艺 流 程 ， 为 一种 理 想 的 作
经编网眼织物的分析与工艺设计
经编网眼织物的分析与工艺设计经编网眼织物是一种具有网状结构的织物，因其具有透气、柔软、轻便等特点，在服装、鞋帽、包包等领域得到广泛应用。
本文将对经编网眼织物的结构、性能与工艺进行分析，并提出相应的工艺设计。
首先，经编网眼织物的结构是由一系列纵向和横向交织而成的网状结构。
纵向的经线由纱线或丝线组成，而横向的纬线则由针织或梭织形成。
这种结构使得织物具有良好的透气性，空气可以自由流动，增加了织物的舒适性。
其次，经编网眼织物的透气性是其最重要的性能之一。
由于织物的结构特殊，空气可以通过织物中的网眼孔进入并流动，从而提供良好的透气性能。
这种透气性能使得人们在炎热的夏季也能感到凉爽舒适。
此外，经编网眼织物还具有良好的柔软性和轻便性。
由于织物的结构相对稀疏，因此它具有较轻的重量和良好的柔韧性，非常适合制作运动服装和户外用品。
同时，柔软的手感也增加了织物的舒适度。
在经编网眼织物的工艺设计中，首先需要选择适用的纱线和织造方法。
纱线的选择应该考虑其透气性、柔软性和耐久性。
梭织法常用于具有较大网眼孔的织物，而针织法则常用于较小网眼孔的织物。
其次，在织造过程中需要控制好织物的密度和网眼孔的大小。
织物的密度决定了织物的坚固度和透气性，而网眼孔的大小则影响了透气性和外观。
因此，需要在织造过程中根据织造机具和纱线的特性进行调整。
最后，需要进行后整理处理以达到所需的效果。
后整理处理可以包括定型、印花和染色等工艺，以增加织物的外观和功能。
综上所述，经编网眼织物具有透气、柔软和轻便的特点。
在工艺设计中，需要选择合适的纱线和织造方法，并根据需要进行织物的密度和网眼孔大小的控制，最后进行后整理处理。
这些工艺设计的要点可以为经编网眼织物的生产提供指导，并满足消费者对舒适性和透气性要求的同时，达到良好的外观效果。
经编网眼织物是一种具有网状结构的织物，由于其透气、柔软、轻便等特点，在众多领域得到广泛应用。
本文将进一步探讨经编网眼织物的特性和应用，并详细介绍其工艺设计和相关的生产过程。
多轴向经编织物为骨架的柔性复合材料的性能研究
多轴向经编织物为骨架的柔性复合材料的性能研究21世纪将是复合材料的新时代。
复合材料很大程度上改善和提高了单一常规材料的力学性能、物理性能、化学性能, 并可解决在工程结构上常规材料无法解决的问题, 因此许多领域都离不开复合材料。
作为材料科学的一个重要分支, 纤维增强复合材料以其优异的性能取得了飞速发展, 并已广泛应用于航空、航天、交通运输、化工、建材、体育运动及医疗卫生等各个领域。
随着高性能纤维及高性能树脂的崛起, 更给纤维增强复合材料的发展注入了新的活力。
本文重点介绍了近年来得到了迅猛发展及广泛应用的一种纤维增强复合材料——多轴向经编针织物增强复合材料。
对复合材料的多轴向拉伸、撕裂、顶破等力学性能进行系统的研究。
首先, 论文重点研究了复合材料的多轴向拉伸性能, 试验模拟了复合材料实际使用过程中的真实受力情况, 对复合材料四个不同轴向, 八个不同方向同时拉伸破坏, 分析了复合材料不同轴向的破坏形式及特点, 试验选用两种不同的针织基布、两种不同的涂层树脂、两种不同的涂层厚度。
通过正交试验比较分析了三个因素对复合材料拉伸力学性能的影响程度。
通过单因素试验系统分析了不同针织基布、不同涂层树脂、不同涂层厚度对复合材料拉伸力学性能的影响。
试验分析表明复合材料的拉伸力学性能与试验方向、纱线支数、织物密度、涂层树脂的种类、涂层厚度密切相关。
织物涂层后, 涂层剂填充了纱线间和纤维间的空隙, 因而增加了纱线间的固接点, 增加了纱线间的摩擦, 使纱线间滑移变小, 同时改变了织物的拉伸性能。
其次, 论文研究了复合材料的撕裂力学性能, 试验使用梯形撕裂的试验方法,选取了两种不同纱线参数的针织基布、两种不同的涂层树脂和两种不同的涂层厚度。
通过正交试验比较分析了三个因素对复合材料撕裂力学性能的影响程度。
通过单因素试验系统分析了不同针织基布、不同涂层树脂、不同涂层厚度对复合材料撕裂力学性能的影响。
再次, 论文研究了复合材料的顶破力学性能, 试验使用圆头顶破的试验方法, 选取了两种不同纱线参数的针织基布、两种不同的涂层树脂和两种不同的涂层厚度。
[13]经编多轴向织物
![[13]经编多轴向织物](https://img.taocdn.com/s3/m/eb87cd2458fb770bf78a55cc.png)
经编多轴向织物及其应用FRP/C M 2006.No.1经编多轴向织物董 韵,李 炜(东华大学,上海 200051)中图分类号:TS10615+6 文献标识码:D 文章编号:1003-0999(2006)01-0056-02 多轴向技术在国外是20世纪70年代后期发展起来的一种新型制造技术。
由于现代纺织技术的发展和对纺织品要求的不断提高,90年代对多轴向技术得到广泛研究和推广应用。
近年来,以碳纤维和玻璃纤维织物为增强结构的先进复合材料已广泛应用于航空航天等高科技领域。
以往纺织复合材料增强体多采用机织方格布。
由于传统机织物组织结构中的纱线处于弯曲状态,使得高性能纤维机织物中纤维性能不能充分发挥,影响复合材料的性能。
然而,经编多轴向织物是由多层伸直且平行排列的纱线层(常加入短切毡)利用经编结构的组织绑缚在一起而形成的。
这类织物经树脂浸渍固化后可得到所需的复合材料。
它的出现一改以前针织物纤维含量及模量低的缺点,并且很好地解决了机织物由于屈曲效应导致的纤维性能不能充分发挥的问题,使复合材料的性能得到进一步的提高。
在织物结构上,经编多轴向织物由于多层铺层及绑缚纱线的存在,充分利用了平行纱线的性能,提高了层间性能。
由于纬向衬纱角度的变化和不同,其织物具有准各向同性的特点,改善了织物的拉伸、抗压、抗冲击等力学性能。
经编多轴向织物不仅性能优良,可设计性好,而且其工艺比传统纤维增强复合材料简单。
本文就经编多轴向织物的结构和性能进行分析,介绍经编多轴向织物的生产技术,并对两种不同的生产机器进行分析比较。
1 经编多轴向织物经编多轴向织物由一层或多层平行的无卷曲的没有经过织造的纱线按照尽可能多的方向交错而成,纱线层中不同密度的纤维层或片或其他材料之间的相互集成,再用针织线圈或化学粘合方法固定。
此时,纱线层或纤维层之间可以相互平行或交错。
这些工艺可在带有衬纬装置(平行衬纬或垂直衬纬)的经编机或化学粘合系统的机器上进行。
多轴向经编织物的结构特点是①纤维取向角度可调节(0°,±30°,±45°,90°);②增强材料层中纱线严格平行;③增强层多至8个不同方向;④可与纤维网或短切毡结合;⑤由于增强纤维伸直,具有突出的机械性能;⑥生产效率高,减少了产品成本。
双轴向经编增强织物缝合工艺对复合材料力学性能影响的研究的开题报告
双轴向经编增强织物缝合工艺对复合材料力学性能影响的研究的开题报告一、研究背景随着航空、汽车、船舶等工业的快速发展，轻量化、高强度的复合材料越来越被广泛应用。
而复合材料的加工过程中需要用到缝合工艺。
传统的针织缝合工艺已经不能满足复合材料的特殊要求，因此双轴向经编增强织物缝合工艺应运而生。
该工艺是将双轴向经编增强织物和基材缝合在一起，因其具有耐久性和高强度等特点，被广泛应用于航空和汽车制造中。
同时，研究缝合工艺对复合材料力学性能的影响可以为提高复合材料的工艺性能，提供实用的指导。
二、研究目的与意义本研究旨在探究双轴向经编增强织物缝合工艺对复合材料力学性能的影响，并通过实验数据分析提出相应的可行性建议，以期为复合材料的缝合工艺提供实用的指导和参考。
本研究的意义在于：1. 为复合材料的缝合工艺提供了可行性建议和实用参考，提高了复合材料的工艺性能和品质。
2. 更好地理解缝合工艺对复合材料力学性能的影响，构建适应未来复合材料应用的基础性工程理论和制度，推动相关领域的研究发展。
三、研究内容1. 双轴向经编增强织物缝合工艺的原理与特点分析。
2. 选择适当的基材，并确定实验所需试样。
3. 选取不同缝合工艺参数进行试验，例如：缝合线密度、缝合线材料、缝合线长度，缝合机械压力等。
4. 根据试验数据分析缝合工艺对复合材料力学性能的影响。
5. 结合实验数据，提出相应可行性建议，并进行实验验证。
四、研究方法本研究主要采用实验研究和数理统计方法，探究缝合工艺对复合材料力学性能的影响。
1. 实验研究：通过改变缝合工艺参数，对不同的缝合工艺进行比较实验，得出复合材料缝合工艺对力学性能的影响规律。
2. 数理统计方法：通过对实验数据进行统计分析，比较不同缝合工艺的力学性能数据，定量比较各项数据的差异。
五、研究计划预计本研究将在12个月内完成，研究计划如下：第1-2个月：文献综述和实验选材等准备工作。
第3-4个月：进行实验研究，探究不同缝合工艺对力学性能的影响。
多轴向经编织物
取向经编织物(三)多轴向经编织物多轴向织物（Multiaxial Warp knitting，简称为MWK）在0o 、90o和±θ方向都衬有增强纱线，θ可以在30o～90o之间变化，多层纱片由经平组织或编链组织绑缚在一起。
因此多轴向织物是一种多层织物。
纤维铺设在面内不同方向（衬纱系统）以及沿厚度方向（绑缚系统），形成由纤维束构成的三维网络整体结构。
一、结构与性能现在这种具有工程技术特色的多轴向衬纱结构在全球范围内越来越引起人们的极大兴趣，其使用范围越来越广，尤其是在过去的三年内。
但是多轴向织物的定义和描述还是最近刚刚提出来的。
这种多轴向衬纱织物定义为：―一种由针织系统或化学粘合剂固定在一起的基布，由一层或多层平行伸直的纱线层组成，每层纱线可以排列在不同的方向。
每层纱线的密度可以不同，并可以与纤维网、胶片、泡沫或其它材料结合在一起。
衬纱（warps）可以与横向平行或交叉。
这种多轴向衬纱织物可以在带有纬纱衬入系统（平行的或交叉的纬纱衬入）的经编机生产或由化学粘合剂粘结而成。
‖在实际过程中，在定义纱层的结构时经常出现一些误解。
新标准规定：―一种纺织结构，由一层或多层平行伸直的纱线层组成，每层纱线可以排列在不同的方向。
每层纱线的密度可以不同，并可以与纤维网、胶片、泡沫或其它材料结合在一起。
各个纱层的取向方向由产品的方向决定。
生产方向定义为0°，根据ISO/DIS 1268-1使用正负方向角来定义纱层取向的方向（90°为最大角）。
纱层的方向定义如下：介于0°和90°之间的纱层用该纱层的方向与0°之间的夹角并加上+或–来表示。
如果纱层排列在系统坐标轴的正象限，则用―+‖表示；如果纱层排列在系统坐标轴的负象限，则用―–‖表示，如图10-3-1。
纱层可以与横向平行或与横向成一定角度衬入。
―根据这个定义，描述纱层结构时只能有一种标准的统一的描述。
描述参数包括结构中纱层的次序（第一层衬纱为层和结构中的第一层）和纱层取向的方向（+/–）。
[12]多轴向经编织物的性能及应用
![[12]多轴向经编织物的性能及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/a8cea07101f69e31433294cc.png)
2008年第4期综合评述多轴向经编织物的性能及应用王洪燕,张守斌,潘福奎(青岛大学纺织服装学院,山东青岛 266071) 摘 要:介绍多轴向经编织物的织造原理和性能特点,综述了多轴向经编织物及其复合材料的性能特点和应用领域。
关键词:多轴向经编织物;织造原理;性能特点;应用领域中图分类号:TS10615 文献标识码:A 文章编号:1009-265X (2008)04-0058-03收稿日期:2007-12-28作者简介:王洪燕(1983- ),女,山东滨州人,硕士研究生,主要从事纺织新材料、新技术与新产品的研究与开发。
多轴向经编技术是近年来由德国L IBA 公司和KA RL MA YER 公司分别在各自的经编机型上发展起来的一种新型的多头衬纬编织技术。
利用这种技术,平行伸直、无卷曲的纱线垂直或以所需的角度被引入织物结构中,实现最有效的结构预设计定向增强。
在结构稳定性、力学性能、经济性能上,多轴向经编织物都具有无可比拟的优势。
1 多轴向经编织物及其织造原理经编多轴向织物是由一层或多层平行的无卷曲的没有经过织造的纱线按照尽可能多的方向交错而成,纱线层中不同密度的纤维层或片或其他材料之间的相互集成,再用针织线圈或化学粘合方法固定。
经编双轴向织物有三个系统的纱线,即衬经纱、衬纬纱和编织纱。
衬经纱和衬纬纱之间没有交织,能够平行地形成两个纱片层并相互垂直排列,再由编织纱捆绑在一起。
织物纵横向得到增强。
多轴向经编织物在0°、90°、±θ角的方向都有增强纱线。
θ角可以在30～90°之间变化。
多层纱片由经平组织或编链组织绑缚在一起。
多轴向织物实质上是一种多层织物。
纤维铺设在面内不同方向(衬纱系统)及沿厚度方向(绑缚系统),形成由纤维束构成的三维网络整体结构。
德国卡尔・迈耶公司研制开发的RS2DS 系列多轴向经编机和利巴公司的CO PCEN TRA MUL TI —A XIAL 系列经编机是目前最成熟的两种多轴向经编设备,两者原理不同,各有特点。
多轴向经编织物
多轴向经编织物取向经编织物(三)多轴向经编织物多轴向织物（Multiaxial Warp knitting，简称为MWK）在0o 、90o和±θ方向都衬有增强纱线，θ可以在30o～90o之间变化，多层纱片由经平组织或编链组织绑缚在一起。
因此多轴向织物是一种多层织物。
纤维铺设在面内不同方向（衬纱系统）以及沿厚度方向（绑缚系统），形成由纤维束构成的三维网络整体结构。
一、结构与性能现在这种具有工程技术特色的多轴向衬纱结构在全球范围内越来越引起人们的极大兴趣，其使用范围越来越广，尤其是在过去的三年内。
但是多轴向织物的定义和描述还是最近刚刚提出来的。
这种多轴向衬纱织物定义为：―一种由针织系统或化学粘合剂固定在一起的基布，由一层或多层平行伸直的纱线层组成，每层纱线可以排列在不同的方向。
每层纱线的密度可以不同，并可以与纤维网、胶片、泡沫或其它材料结合在一起。
衬纱（warps）可以与横向平行或交叉。
这种多轴向衬纱织物可以在带有纬纱衬入系统（平行的或交叉的纬纱衬入）的经编机生产或由化学粘合剂粘结而成。
‖在实际过程中，在定义纱层的结构时经常出现一些误解。
新标准规定：―一种纺织结构，由一层或多层平行伸直的纱线层组成，每层纱线可以排列在不同的方向。
每层纱线的密度可以不同，并可以与纤维网、胶片、泡沫或其它材料结合在一起。
各个纱层的取向方向由产品的方向决定。
生产方向定义为0°，根据ISO/DIS 1268-1使用正负方向角来定义纱层取向的方向（90°为最大角）。
纱层的方向定义如下：介于0°和90°之间的纱层用该纱层的方向与0°之间的夹角并加上+或–来表示。
如果纱层排列在系统坐标轴的正象限，则用―+‖表示；如果纱层排列在系统坐标轴的负象限，则用―–‖表示，如图10-3-1。
纱层可以与横向平行或与横向成一定角度衬入。
―根据这个定义，描述纱层结构时只能有一种标准的统一的描述。
增强水泥基用经编多轴向网格织物结构设计
增强水泥基用经编多轴向网格织物结构设计缪旭红;叶青;顾宏梅;冯李军【摘要】The purpose of this study is to provide theoretical basis for the research of textile reiforcing cement-based composite. Thus the configuration characteristics of warp-knitted multi-axial grid fabrics for reinforcing cement based composite material are analyzed. With reinforcing cement based composite materials as a starting point, based on the size of grid and mechanical properties, the selection of reinforcing yarn, the direction and layout mode of yarns and the binding construction are elucidated. The computational methods for calculating the gauge of yarns and areal density of fabric are obtained. Finally, a quadric-axial warp knitted grid fabric is produced and its mechanical properties are tested to demonstrate that it is possible to design corresponding multi-axial grid fabrics to meet the requirements of practical needs for reinforing cement based composite material.%为了给纺织品增强水泥基复合材料的研发提供理论参考,通过对增强水泥基复合材料所用的经编多轴向网格织物结构特点进行分析,以增强水泥基复合材料为出发点,从经编多轴向织物的网格尺寸和力学性能角度,对增强纱原料和规格的选择、增强纱的铺设方向和排纱方式以及捆绑结构的设计等方面进行阐述和讨论,得出了关于纱线间隙和织物面密度的计算方法.同时设计和生产某种规格的经编四轴向网格织物,通过对此织物的力学性能的验证,证明可以根据实践中水泥基复合材料的要求设计出相应的多轴向网格结构.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2012(033)003【总页数】5页(P53-57)【关键词】水泥基复合材料;网格结构;经编针织物;多轴向【作者】缪旭红;叶青;顾宏梅;冯李军【作者单位】江南大学经编技术教育部工程研究中心,江苏无锡214122;江南大学经编技术教育部工程研究中心,江苏无锡214122;江苏九鼎新材料股份有限公司,江苏南通226500;江苏九鼎新材料股份有限公司,江苏南通226500【正文语种】中文【中图分类】TS186.5经编多轴向织物增强水泥基复合材料是近年来引人关注的一种现代建筑材料，是纺织学与建筑学相结合的产物。
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收稿日期 : 2009 05 26 作者简介 : 顾璐英 ( 1983 ) , 女, 硕士研究生 , 主要从事经编复合材料方面的研究。
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一起经正向传动的送经系统喂给成圈机件 , 如图 1 所示 , 采用 ST 导纱片 ( 针 ), 有利于拉紧布面 , 也利 于梳理和分开衬经纱, 防止编织时刺伤纤维层。卡 尔迈耶机器常采用的铺纬头纹数为 72 , 其铺纬纱的 角度可在 45 到 + 45 之间变化, 标准配 置是六层, 45 /0 /90 , 一层短切毡 ( 机后喂入 ), 一层无纺布 ( 机前喂入 ) 。在生产克重较轻 , 铺纬角度为 45 方向的织物时 , 卡尔迈耶机器生产的织物布面效果 较利巴好 , 然而在生产克重较重的织物时, 卡尔迈耶 机器对针的损伤较大, 布面质量稍差。在对织物进 行剪边时 , 由于卡尔迈耶和利巴两机器的铺纬运动 的不同, 使得前者的布边损失量较后者多, 约为后者 的 1 . 4 倍。此外, 卡尔迈耶机器在生产碳纤维多层 增强织物时使用了带有单纱张力补偿装置的特殊筒 子架 , 纬纱引入织物时保证纱线平行而几乎无损伤, 张力较均匀, 保证了布面质量
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, 其产品已应用于航空航天、 风力发电
叶片、 交通运输、 建筑等领域。编织工艺是多轴向经 编织物能否发挥多种优异性能的前提和基础 , 因此 对其的研究也就显得尤为重要。本文主要针对多轴 向经编织物的编织工艺进行探讨 , 为多轴向经编织 物的生产提供了一定的理论依据和实践指导。
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1 多轴向经编织物的生产设备与编织 原理
FRP /C M
2010 No 3
2010 年第 3 期
玻璃钢 /复合材料
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1 1 2 利巴多轴向经编机 1981年世界上第一台 C opcentra 多轴向经编机 在 L ib a问世, 随着技术的进步, 其相关产品已 更新 换代, 目前使 用较 为广 泛的 一种机 型是 Copcentra MAX 3 CNC 系列 , 如图 2 所示。
多轴向技术是一种于 20 世纪 70 年代后期在国 外迅速发展起来的新型制造技术 , 20 世纪 80 年代 中期开始成熟, 到 20 世纪 90 年代多轴向技术得到 了广泛研究和推广应用。目前多轴向经编技术研究 开发较先进的国家有美国、 德国、 法国、 英国、 挪威等 发达国家, 而我国尚处于起步阶段。多轴向经编织 物以其优良的成型性、 固有的悬垂性、 良好的抗冲击 性和能量吸收特性, 以及相对其它纺织增强结构低 廉的生产成本和简单的工艺流程 , 作为一种理想的 三维结构增强材料, 是目前最有效、 较经济的预设计 增强织物
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时, 一般采用高性能无捻长丝 , 有时为了便于织造, 纱线 可 以 稍 加 捻。纱 线 一 般 较 粗, 最 粗 可 达 约 2500tex 。地纱通常采用价格低廉的普通纤维, 纱支 一般为 160dtex 左右。如产品沿厚度方向的性能要 求较高, 则使用便 于成圈的高性 能纤维, 如 高强涤 纶。同时 , 单根纱线的密度以及它们的取向角可随 载荷的类型而发生变化。 2 2 组 织 在多 轴 向 织 物 中, 通 常 使 用 的 衬 纱 角 度 为 - 45 、 90 、 + 45 和 0 , 如衬 纱角度 为 - 45 、 0和 + 45 ; - 45 、 90 和 + 45 , 则可以 形成三轴向经编 织物。编织纱 ( 及绑缚系统 ) 的组织通常采用编链、 经平或变化经平 ( 编链 + 经平 ) 。具体采用何种组 织结构, 需根据增强纱线的铺设情况而定。当有 0 衬经纱时 , 若采用编链结构, 由于编链组织无针背横 移, 将无法有效地把 0 衬经纱固结起来 , 此时的绑 缚组织则需用到经平组织或变化经平组织。在实际 生产中, 变化经平组织是一种最佳组合 , 此种组织结 构对衬经纱束缚小 , 当织物作为复合材料基布进行 树脂渗透时, 树脂渗透较快, 有利于复合制品性能的 提高。编织纱的存在提高了层间的剪切强度和各个 方向上的尺寸稳定性 , 将分层的可能性降低到最低, 使第三方向也就是 Z方向得到了增强。但是编织纱
1 1 生产设备 1 1 1 卡尔迈耶多轴向经编机 目前, 世界上大多数多轴向经编机主要由德国 K arlM ayer( 卡尔迈 耶 ) 公司和 L ib a( 利 巴 ) 公司 生 产 。卡尔迈耶作为世界上先进经编机械生产商 , 其生产的 M ali m o M ultiax ial型设 备技术含 量高, 最 高机速可达 1400r /m in。该 类机型最大机号为 14F ( 针 /25mm ) , 工作幅宽有三种规格 : 40~ 62 英寸、 79 ~ 102 英寸、 102~ 132 英寸。 卡尔迈耶机器在生产过程中 , 衬经纱和成圈纱
,如
图 5 多轴向经编织物编织原理示意图 F ig . 5 K nitting pr inciple schem atic d iagra m o f the m ulti ax ia lw arp kn itted fabric
并不是越多越好, 编织纱过多时, 将影响复合成型时 树脂的渗入, 使最终产品易出现分层现象。 2 3 工艺举例 2 3 1 三轴向经编织物 ( 1)机器参数 机型 : L ib a 多 轴 向 经 编 机 ; 机 号: E6 ; 幅 宽: 100"; 带有纬纱衬入系统。 ( 2)原料 斜向衬纬纱 - 45 , 300 tex 玻璃纤维纱; 斜向衬 纬纱 + 45 , 300 tex 玻璃纤 维纱; 衬 经纱 0 , 2400tex 玻璃纤维纱; 编织纱 , 167dtex 涤纶。 ( 3)组织 地 组 织 , 变 化 经 平; 织 入 顺 序, - 45 / + 45 / 0 / /。 ( 4)织物参数 送经量, 6075mm / rack ; 织物克重, 1208g /m 。 2 3 2 带有纤网的三轴向经编织物 ( 1)机器参数 机型 : M u ltiax ial多轴向经编机 ; 机号 : F5 ; 幅宽: 50"; 带有纬纱衬入系统和纤维网衬入装置。
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多轴向经编织物编织工艺探讨
2010 年 5 月
多轴向经编织物编织工艺探讨
顾璐英, 蒋高明
( 江南大学 , 江苏无锡 214122 )
摘要 : 本文在对多轴向经 编织物的生产设备 、 编织原理等深入研究的基础上 , 进一步探讨了多轴向经编 织物的编织 工艺 , 包括常用原料 、 织物组织 、 工艺 规格等 。 多轴向经编织物是一种采用高性能纤维作为增强衬纱 , 在多轴向经编机铺 纬运动和成 圈运动的协调配合下 , 利用编链 、 经平或变化经平组织将多层纱线绑缚成一个整体的多层织物 。 多轴向经编 织物平行伸 直 、 可 调节角度变化的轴向 衬纱结构使织物具有多种优异性能 , 作为复合材料的 骨架材料拥有广阔的应用领域和无限的商业前景 。 关键词 : 经编 ; 多轴向 ; 经编机 ; 编织工艺 中图分类号 : T S184 3 文献标识码 : A 文章编号 : 1003- 0999 ( 2010) 03- 0076- 05
目前 , 利巴公司在 Copcentra MAX 3 CNC 系列 机型的基础上 , 已成功推出了 Copcen tra MAX 5 CNC C arbon 机型 , 该机型是一种用于碳纤维生产的新型 多轴向经编机 , 已获得专利的新型铺层系统能够精 确平直地铺放碳纤维 , 铺层损伤较少, 可用较低成本 生产轻型或重型 多轴向衬纬铺 层织物 ( 每 层 80 ~ 300g /m ) 。 1 1 3 润源多轴向经编机 多轴向经编机的生产技术在国内起步较晚, 20 世纪 90 年代由天津纺织工学院与武进纺织机械厂 协作 , 研制成功国内第一台圆型多轴向经编机, 但因 与卡尔 迈耶 机速 相比 , 利 巴的 最高 机速 可 达 1200r/m in , 其机号为 E3~ E12 , 工作幅宽有 50 英寸 和 100英寸两种。利巴 Copcentra MAX 3 CNC 机器 的成圈机件 ( 见图 3) 和卡尔迈耶一样, 都采用 ST 导 纱针, 与卡尔迈耶不同的是 , 利巴机器采用了独特的 移动复合针系统 , 移动复合针系统使复合针除了在 垂直上下运动外 , 还在水平方向 (即织物喂入方向 ) 运动, 在一定程度上减少了织针对纬纱进入编织区 域的干扰, 降低了穿刺造成孔洞的可能性 , 织物质量 有所提高。此外 , 由于在编织过程中针与布一起运 动 , 织针所受的阻力减少 , 织针使用寿命延长 , 织物 生产效率提高, 经济效益好。利巴机器采用三个数 字伺服驱动的衬纬系统, 各个衬纬系统可以独立由 程序控制, 可以在 20 到 + 20 之间调整 ( 见图 4) , 角度可调范围大 , 无需像卡尔迈耶机器那样进行机 铺纬层数少、 机器结构复杂、 生产效率低 , 现已被淘 汰。 2008 年, 我国常州润源经编机械有限公司成功 研发了第一台国产智能化控制的 ! RCD 1 型多轴向 经编机 ∀, 该设备集电脑控制的多轴向铺纬技术、 多 连杆式可移动 ( 织针坯布随动 ) 成圈技术、 织物恒张 力收卷技术、 多速电子送经技术等于一体, 它的诞生 极大地推动了我国对多轴向生产设备的研发。 润源多轴向经编机常用的工作幅宽有: 50 英寸 ( 1270mm ) 、100 英 寸 ( 2540mm ), 机 号 为: E 5 、 E6 、 E10、 E12等多种型号 , 机速最高可达 1000 r/m in ,其 铺纬角度变化范围为 - 20 ~ + 20 , 已接近国外先 进铺纬水平
械调节, 变化灵活。该机标准传送架可以生产两个 45 衬纬和一 个 90 衬纬, 也可按 需要 进行长 度延 伸, 延伸后的传送架可供七个衬纬使用。此外, 该机 的衬纬铺层的上下都配有纤维网传送装置, 可按需 要进行选择, 织物品种丰富。