《针织技术中的一朵奇葩（二）》
--三维编织技术

邢声远

    三维编织预制件（织物）和基体复合固化后，就形成了三维编织复合材料，三维编织预制件和复合材料除了具有传统复合材料重量轻、强度高等固有优点外，还具有传统复合材料所不具备的下列优点：

（1）三维编织复合材料是一个不分层的整体结构。增强纤维在三维空间中沿多个方向分布，并相互交织交叉在一起，根本不存在"层"的问题，从而大大提高了三维编织复合材料沿厚度方向的性能和其他力学性能，可用于制作主承力结构件和高性能制件。

（2）可以直接编织成不同形状的异型整体件。采用三维编织技术除了可以编织矩形截面的预制件以外，还可用于编织工型梁、T型梁、十字梁、盒型梁、Π型梁、Ш型梁、圆锥套体、圆柱体和横截面为各种形状的异型件都可以一次编织成型。只要横截面是矩形的组合或是圆及圆的一部分的预制件都可一次编织形成一个完全的整体结构，可避免由于组装而带来的纱线不连续而造成构件的某些薄弱环节，同时也可避免某些制件加工上的困难。因此，由三维编织的预制件经复合固化制作的复合材料件后，就可达到最终制件的尺寸，无需再进行机械加工，从而可避免由于加工而造成的纤维及纱线的损伤，可大大提高复合材料制件的性能。

（3）三维编织复合材料的性能可通过纱线结构的合理设计而得到提高。通过纱线结构的设计，改变三维编织预制件中的纱线编织角（编织纱线与轴向的夹角）和花节长度（在一个编织循环中所编织出的预制件的长度）就可以改变三维编织预制件中纱线的走向，从而可改变复合材料的纤维体积含量与各个方向的性能等。同时，还可通过对纱线粗细、纱线的位置以及在需要进一步增强的方向上加入纱线等工艺设计，达到对三维编织复合材料力学性能和其他性能的调节作用。

（4）可以对高性能纤维进行编织。近年来，随着高新技术的发展，在航空航天、建筑、船舰、汽车等领域使用的高性能纤维越来越多，采用三维编织技术完全可以对碳纤维、超高分子量聚乙烯、碳化硅纤维、石英纤维、玻璃纤维、芳纶等进行编织，以满足当前高科技领域对高性能复合材料的迫切需要。

（5）具有比传统复合材料更优良的力学性能。如三维编织的复合材料的拉伸和弯曲性能等比传统复合材料提高了许多倍。

    目前，三维编织复合材料已在航空航天、船只、汽车、建筑、人造生物组织及其他领域里得到了应用，使复合材料科学发生了质的飞跃，提升到一个新的平台。

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