三维机织物的设计与织造

ｌ 普 通 织 机 织 造 三维 织物
１ １ 成 型原理 ． ’
或改变其力学性能， 通常设计时在结构中加入衬垫纱。
这类 三维织 物 由织 机整 体 成 形 ， 织 物 结构 中引 在
一
斜 交 多 重 角 连锁 接 结
多 层 互 接 结 角 联 锁
图 １
正 交 贯 穿接 结
成型件后复合成型 。一般来说 ， 这种方法需要在专 门 的织机 上进 行 ， 过程 复 杂 。但 是对 于 回转 体形 状 织 且 物来说 ， 普 通 的织 机 上 稍 加 改 动 即可 生 产 ， 成 本 在 且
低， 效率高 ， 成型性 能好 ， 物结构 均匀 ， 织 与模 具 贴合 性 高， 具有广 阔 的前景 。 现 以织 造 圆环 型结构 ¨ 的织物 加 以说 明 。首先 对
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图２
作者简介： 李刚 ，１８ （９３一）男 ， 土研究生 ， ， 硕 主要从事机织物的设计与织造研究。
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《 陕西 纺 织 》
２ ８ （ 第７期） Ｏ． 总 ７ ０１
进 了 Ｚ方 向 （ 也称厚 度方 向 ） 的纱线 系 统 。沿 Ｘ方 向的 纱线 为纬纱 ， Ｙ方 向的纱 线 为地 经 。新 引入 的 Ｚ方 沿
优 点 。三 维机 织物 按结 构 特征 可 分 为平 板 状 、 实柱 状 以及 中空 状 三维织 物 ： 平板 状 又 可分 为普 通 平 板状 及
空 状如 管状 、 窝状 、 框 型等 ； 截 面形 状 可分 为 工 蜂 箱 按 字 梁 、 梁 、 窝 板 、 管板 、 种箱 状 等 结构 ； 织 Ｔ形 蜂 空 各 按 造 方法 可分 为普通 织机织造 、 仿形方 法织造 、 专用 三维 织 机织 造等 。
接影 响设 计 与织造 的复 杂 程度 ， 因此设 计 时应 充 分考 虑 ， 理选择 。 比较典 型 的接结方式 有正 交贯 穿接结 ， 合 正交分 层接结 ， 斜交 多重角 连锁接结 ， 多层 互接 结角联 锁等¨ ， 图 １ 示 。有 时为 了提高 纤 维 的体 积含 量 如 所
１２ ２ 多层 管状织 物 ．．
垂 纱的升 降动程较 大 ， 宜穿 入前 综 ， 以垂纱 ａ、２穿 所 ｌａ 入 第 １２页综 内。 同一 层 经纱 穿 入 同一 页综 内 ， 层 、 各 经 纱按从 上到下 的顺 序依 次 穿 入后 面 的各 页综 内， 其 上 机 图见 图 ４ 。穿 筘 时 为 防止 垂 纱 与 经 纱 的纠 缠 ． 可 将 垂纱与 经纱分别 穿入相 邻 的筘 内。在这种 织造方 法
◇
图４
图３
图 ５
２ 仿 形 方 法 织造 三 维 织 物
在织造 曲面等形 状 时 ， 由于设 计 的复 杂性 以及较
差的成 型性 和均匀性 ， 其 很难 应 用普 通 三 维织 造方 使 法进行 织造 。通常 的方法是 采用一定 宽度 的机织布带 在 芯模 上环 向缠绕 的成型方 法 。但这 种方法 存在着很 大 的缺 陷 ： 由于复合 材料一般 采用玻 璃 、 等低弹高强 碳
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２ ８１ （ 第７期） Ｏ． 总 ７ Ｏ
《 陕西 纺 织 》
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三 维 机 织 物 的 设 计 与 织 造
李 刚 郭兴峰
天津
刘 兰芳
３０ ６ ） ０ １０
（ 津工业 大学 天 三维 机织 物具有 良好 的结 构 设计 性 、 越 的机 械 优 性 能 、 编织物 结构 紧密 、 较 结构 断 开 困难 、 格低 廉 等 价
经 纬 向异 形截 面 的板 状结 构 ， 工 字 梁 、 如 Ｔ形 梁 等 ； 中
向纱线 为接结纱 ， 作用 是 将 相互 垂 直 的 经纬 纱 铺层 其 交织在 一起 ， 组成一 个整体 。按照 接结纱 的不 同 ， 以 可
分为经 向接结 和纬 向接结 。接 结 方 式 多种 多样 ， 且直
箱 织机 。引纬 顺 序 自上 而 下 ， 后 自下 而上 ， 此 类 然 依 推 其他 纬 向异 型截 面结构如 Ｔ字 型等 的设 计织 造方
法 与之相 似 。
Hale Waihona Puke Baidu
１２ １ ． 。 工字 型纬 向截 面 工字 型织物 主 要用 做 工程 构 件 中的工 型 梁 ， Ｊ 其 截 面形状 如 图 ２ ａ 所 示。本 例 中把 Ａ１Ａ （） 、 ３区 的 Ｈ 、 ｌ ｍ 设计 成两层 纬纱 ， ３页综框 ， 向结 构见 图 ２ ｂ ； 各 经 （ ） Ａ ２区设 计成 ９ 纬 纱 ， １ 综框 ， 向结构 见 图 ２ 层 用 Ｏ页 经 （） 纹 板 图见 图 ２ ｄ 。接 结方 式 全 部 采用 角 联 锁 结 ｃ， （） 构， 因为在 纬纱层 数 一 定 时这 种结 构 最省 综 。穿 综顺
正 交 分 层接 结
１２ 典 型三维 织物 的设计 与织造 ．
序 为 Ａ１ 为 １２ ３页综 ； Ｈ Ｈ１ 、、 Ａ１ ３为 ４５ ６页 综 ； ３ 、、 Ａ Ｈ１ 为 ３２ １ 、、 页综 ；３ ３为 ６５４页综 。穿筘 ６入 ／ ，２ ＡＨ 、、 筘 Ａ 区穿入 ７ ６页综 ， 用顺 穿 法 ， ～１ 采 穿筘 ５入 ／ 。为 织 筘 好 布边 ， 、 ２ Ｈ 要 各 用 １ Ｈ１Ｈ 、 ３ 把梭 子 ， 因此应 采 用 多梭
的基础上 加 以拓展 ， 可 以织 造 出 双排 甚 至 多排 的管 还
状 织物 。
该织物适用于某些特殊场合 ， 例如与不同的基体 （ 如树脂等） 复合后可制成管径不 同的罐、 、 筒 烟囱、 给 排水 管 、 各种 流体输送 管道 等 ， 运用 这种方法 避免 了对
构件 的 后 期 加 工 ， 大 限 度 地 保 持 了纤 维 的机 械 性 最 能ｂ 。现 以管 壁厚 为 ３层 经 纱 的织 物说 明其 结构 设 ） 计 ， ３ ａ和 （ ） 图 （） ｂ 分别 是 其 纬 向 和经 向截 面 图。 由于