专利名称：2.5维与2.5维衍生结构组合单元体的编织方法
技术领域：
本发明涉及一种2. 5维与2. 5维衍生结构组合单元体的编织方法，属于立体织物制造领域。
背景技术：
立体织物中2. 5维织物具备特殊的结构，用其增强的复合材料具有高强度、高模量、高损伤容限、耐冲击、抗分层和抗疲劳等综合性能，显著提升了武器的性能。随着立体织物型面日趋复杂的发展趋势，变厚度且要求整体性强的织物越来越普遍。采用2. 5维结构整体成型方法能够满足变厚度织物整体性要求。以往织物厚度变化时，采用的是增加经纱密度、经纱层数。采用增加经纱密度易造成纬纱密度的降低，从而使得纬向力学性能的降低；采用增加经纱层数，无法满足纤维连续性要求。因此以上两种方法不利于实现变厚度织物的整体成型。专利文献《一种法向增强2. 5维织物及其织造方法》(201010031344. O)介绍了一种法向增强2. 5维织物及其织造方法，该种织造方法无法实现变厚度织物的成型。
发明内容
本发明的目的是提供一种2. 5维与2. 5维衍生结构组合单元体的编织方法，通过这种组合单元体可实现织物厚度的变化，且保证纤维连续性，满足织物整体性要求。本发明所述2. 5维与2. 5维衍生结构组合单元体的编织方法是织物采用2. 5维浅交弯联结构和2. 5维衍生结构组合单元体的编织方法，将相邻两层或两层以上的经向纱合为一层经向纱，衬纬方法与浅交弯联的衬纬方法相同。织物的织造可以采用现有的以芯模仿形编织形式，也可以采用现有的2. 5维机织平板编织形式；本发明所述的2. 5维与2. 5维衍生结构组合单元体是一种可双向实现的结构，通过经纱股数的分离来实现厚度由薄变厚，通过经纱股数的合并实现厚度由厚变薄。在编织过程中，经纬向所使用的原材料可任意选用下述纤维中相同或不同的任一种或任几种混合纤维，具体种类如下石英纤维、碳纤维、碳化硅纤维、氮化硼纤维、氮化硅纤维、氧化铝纤维、无碱玻璃纤维、高强玻璃纤维、低介电玻璃纤维、高模量玻璃纤维、玄武岩纤维、高密度聚乙烯纤维、芳纶纤维等。与现有技术相比，本发明的优点在于I)结构变化易于实现，操作简便、灵活；2)纤维连续性好；3)可采用经纱局部层以该种组织结构进行编织，也可以经纱所有层以该种组织结构进行编织；4)可实现厚度渐变，也可实现厚度突变；5 )可应用于厚度由薄变厚，也可应用于厚度由厚变薄。
图1 (a)_图1 (C)为本发明2. 5维与2. 5维衍生结构组合单元体示意图，其中图1 Ca)是经纱局部层采用组合单元体(将2层经纱通过本专利所介绍的方法合为I层经纱，即二合一)、图1 (b)经纱局部层采用组合单元体(将3层经纱通过本专利所介绍的方法合为I层经纱，即三合一)(c)经纱整体采用组合单元体；图1 (a)-图1 (c)中，I为经纱，2为纬纱。
图2为整体编织2. 5维球顶天线罩织物示意图，3为球顶，4为锥段，5为芯模。图3为整体编织2. 5维球顶天线罩织物顶部示意图。图4为整体编织2. 5维方顶织物示意图。图5为经纱局部层采用组合单元体操作示意图，(a)、(b)、(c)分别为三个步骤的示意图，每个步骤中分为(I)经纱层间的合股操作示意图，(2)为合股后的引纬示意图，6为本专利所介绍的组合单元体经纱移动方向。图6为整体编织2. 5维球顶天线罩织物顶部示意图，(I)经纱层间的合股操作示意图，(2)为合股操作后的引纬示意图。图7为整体编织2. 5维方顶(薄顶厚壁)织物示意图。图8为经纱整体层采用组合单元体操作示意图(厚度突变，薄变厚)。图8中，·为栓有纤维的纱锭，〇为空闲的纱锭，图(I) - (5)分别为操作步骤(O- (8)，步骤(I)为初始状态示意图，步骤(2)为纤维移动后的状态，步骤(3)为将合股纱线(η股)分出I股或n-Ι股纤维按箭头方向移至空闲纱锭处，步骤(4)为合股操作后的引纬示意图，步骤(5)为设备经纱列向错位后的引纬示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明而不是用于限制本发明的范围。此外应该理解，在阅读了本发明阐述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样用于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1 :以整体编织2. 5维球顶天线罩织物(图2)为例，织物顶部厚度6mm，渐变至锥段4mm。采用局部层以2. 5维与2. 5维衍生结构组合单元体进行编织。编织过程中，每个步骤将经纱中的两层经纱以该种组合单元体进行合并操作，分成a、b、c三个步骤实现厚度的渐变(厚度递减)。结合图3说明具体工艺实施步骤如下1、织物采用2. 5维浅交弯联结构，以芯模为内芯(图3中3)进行仿形编织。2、织物顶部铺顶经纱为6层，以现有铺顶工艺进行编织。3、铺顶后开始引纬编织，以现有引纬技术引入4纬纬纱，每纬引入7层纬纱。4、第4纬引入后，设备处于初始状态(图5 (a)中(1))，即高列比低列高2个纱锭位置。在初始状态下，将每列经纱中织物内表面第I根移动至第2根位置，并与第2根纱线合并固定于第2根纱的纱锭上(图5 (a)中(1))，经纱层数变为5层。纱线合并后，以现有引纬方法引入第5纬，引入6层纬纱。5、完成步骤4)的编织后，按浅交弯联的运动规律完成设备经纱列向错位，此时设备状态与初始状态相反，即高列比低列低2个纱锭位置。在此状态下，以现有引纬方法引入第6纬，依旧引入6层纬纱(图5 (a)中(2))。6、完成步骤5)的编织后，按浅交弯联的运动规律完成设备经纱列向错位，此时设备状态与初始状态相同。在此状态下，将每列经纱中织物内表面第2根移动至第3根位置，并与第2根纱线合并固定于第3根纱的纱锭上(图5 (b)中(1))，经纱层数变为4层。纱线合并后，以现有引纬方法引入第7纬，引入5层纬纱。7、完成步骤6)的编织后，按浅交弯联的运动规律完成设备经纱列向错位，此时设备状态与初始状态相反，即高列比低列低2个纱锭位置。在此状态下，以现有引纬方法引入第8纬，依旧引入5层纬纱(图5 (b)中(2))。8、完成步骤7)的编织后，按浅交弯联的运动规律完成设备经纱列向错位，此时设备状态与初始状态相同。在此状态下，将每列经纱中织物内表面第3根移动至第4根位置，并与第4根纱线合并固定于第4根纱的纱锭上(图5 (C)中(1))，经纱层数变为3层。纱线合并后，以现有引纬方法引入第9纬，引入4层纬纱。9、完成步骤8)的编织后，按浅交弯联的运动规律完成设备经纱列向错位，此时设备状态与初始状态相反，即高列比低列低2个纱锭位置。在此状态下，以现有引纬方法引入第10纬，依旧引入4层纬纱(图5 (C)中(2))。10、完成以上9个步骤后，顶部变厚度编织即已完成。后续锥段的编织以现有2. 5维编织工艺继续编织即可，直至完成整件织物的编织。实施例2 :以整体编织2. 5维方顶(厚顶薄壁)织物(图4)为例，织物顶部为方形，顶部厚度为2. 5mm，侧壁厚度1. 5mm，在顶部与侧壁交接处厚度突变。编织过程中，将经纱中每两层经纱以该种组合单元体进行合并操作，一个步骤完成厚度的突变(厚度变薄)。结合图6说明具体工艺实施步骤如下1、织物采用2. 5维浅交弯联结构，以芯模为内芯(图4中5)进行仿形编织。 2、顶部经向为碳纤维3K X I股，纬向为碳纤维3K X 2股。3、织物顶部铺顶经纱为6层，以现有方顶铺顶工艺进行铺顶编织。4、铺顶编织至顶部边缘后，设定此时设备状态为初始状态，即高列比低列高2个纱锭位置。并设定每列经纱外表面第一根经纱编号为1，将2号位置的经纱移至I号位置，并与I号位置的经纱合并固定于I号位置的纱锭上。同样，将4号位置的经纱移至3号位置，并与3号位置的经纱合并固定于3号位置的纱锭上；，将6号位置的经纱移至5号位置，并与5号位置的经纱合并固定于5号位置的纱锭上。此时，经纱层数为3层，分别位于每列的1、3、5位置上。5、完成步骤4)的编织后，将每列1、5位置纱锭上的经纱移至2、4位置。6、完成步骤5)的编织后，以现有引纬技术在三层经纱中由下往上的顺序依次引入纬纱，共4层纬纱。7、完成步骤6)的编织后，按浅交弯联的运动规律完成设备列向的错位，此时的设备状态与初始状态相反，以现有引纬技术在三层经纱中由上往下的顺序依次引入纬纱，共4层纬纱。8、完成步骤7)的编织后，按浅交弯联的运动规律完成设备列向的错位，此时的设备状态与初始状态相同，按步骤6)所述进行编织。依照步骤6)至步骤8)所述进行侧壁的编织，直至编织至模具底端，即完成了编织过程。实施例3 :以整体编织2. 5维方顶(薄顶厚壁)织物(图7)为例，织物顶部为方形，厚度为1. 5mm，侧壁厚度2. 5mm，在顶部与直段交接处厚度突变。编织过程中，将经纱中每一层经纱以该种组合单元体进行分离操作，一个步骤完成厚度的突变(厚度变厚)。结合图6说明具体工艺实施步骤如下1、织物采用2. 5维浅交弯联结构，以芯模为内芯(图4中5)进行仿形编织。2、顶部经向为碳纤维3K X 2股，纬向为碳纤维3K X 2股。3、织物顶部铺顶经纱为3层，以现有方顶铺顶工艺进行铺顶编织。4、铺顶编织至顶部边缘后，设定此时设备状态为初始状态，即高列比低列高2个纱锭位置。并设定每列经纱内表面第一根经纱所在纱锭位置编号为1，每列共1、2、3三个编号。将每列3号位置的经纱移至5号位置，6号位置空余；2号位置的经纱移至3号位置，4号位置空余；1号位置的经纱保持原位置不动。5、完成步骤4)的编织后，将每列1、3、5位置纱锭上的经纱分离出I股经纱移至2、4、6位置。6、完成步骤5)的编织后，经纱层数由3层变为6层，每层经纱股数均为I股。以现有引纬技术在6层经纱中由下往上的顺序依次引入纬纱，共7层纬纱。7、完成步骤6)的编织后，按浅交弯联的运动规律完成设备列向的错位，此时的设备状态与初始状态相反，以现有引纬技术在三层经纱中由上往下的顺序依次引入纬纱，共7层纬纱。8、完成步骤7)的编织后，按浅交弯联的运动规律完成设备列向的错位，此时的设备状态与初始状态相同，按步骤6)所述进行编织。依照步骤6)至步骤8)所述进行循环编织，直至编织至模具底端，即完成了编织过程。
权利要求
1.2. 5维与2. 5维衍生结构组合单元体的编织方法，其特征在于织物采用2. 5维浅交弯联结构和2. 5维衍生结构组合单元体的编织方法，将相邻两层或两层以上的经向纱合为一层经向纱，衬纬方法与浅交弯联的衬纬方法相同。
2.根据权利要求1所述的编织方法，其特征在于经纬向所使用的原材料选自以下纤维中的任意一种或任意几种的混合纤维石英纤维、碳纤维、碳化硅纤维、氮化硼纤维、氮化硅纤维、氧化铝纤维、无碱玻璃纤维、高强玻璃纤维、低介电玻璃纤维、高模量玻璃纤维、玄武岩纤维、高密度聚乙烯纤维或芳纶纤维。
3.根据权利要求1所述的编织方法，其特征在于通过经纱股数的分离来实现厚度由薄变厚，通过经纱股数的合并实现厚度由厚变薄。
全文摘要
本发明涉及一种2.5维与2.5维衍生结构组合单元体的编织方法，采用2.5维浅交弯联结构和2.5维衍生结构组合单元体的编织方法，将相邻两层或两层以上的经向纱合为一层经向纱，衬纬方法与浅交弯联的衬纬方法相同。采有本发明编织的立体织物结构变化易于实现，操作简便、灵活；纤维连续性好；可采用经纱局部层以该种组织结构进行编织，也可以经纱所有层以该种组织结构进行编织；可实现厚度渐变，也可实现厚度突变；可应用于厚度由薄变厚，也可应用于厚度由厚变薄。
文档编号D03D25/00GK103014998SQ20121058526
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月30日 优先权日2012年12月30日
发明者朱建勋, 朱梦蝶, 张立泉, 郭洪伟, 唐亦囡 申请人:中材科技股份有限公司