複合材料中的碳纖維布編織技術

編織是一種基本的紡織工藝，能夠使兩(liang) 條以上紗線在斜向或縱向互相交織形成整體(ti) 結構的預成形體(ti) 。這種工藝通常能夠製造出複雜形狀的預成形體(ti) ，但其尺寸受設備和紗線尺寸的限製。該工藝技術一般分為(wei) 兩(liang) 類，一類的二維編織工藝，另一類是三維編織工藝。在航空工業(ye) ，目前該技術主要集中在編織的設備、生產(chan) 和幾何分析上，最終的目的是實現完全自動化生產(chan) ，並將設備和工藝與(yu) CAD/CAM進行集成。

傳(chuan) 統的二維編織工藝能用於(yu) 製造複雜的管狀、凹陷或平麵零件的預成形體(ti) ，它與(yu) 其它紡織技術相比成本相對較低。它的研究主要集中在研發自動化編織機來減少生產(chan) 成本和擴大應用範圍。它的關(guan) 鍵技術包括質量控製、纖維方向和分布、芯軸設計等。它在航空工業(ye) 的應用包括製造飛機進氣道和機身J型隔框。該技術通常與(yu) RTM和RFI技術結合使用，另外也可以與(yu) 擠壓成形和模壓成形聯合使用。其應用水平在洛克希德?馬丁公司生產(chan) F-35戰鬥機進氣道製造中最能體(ti) 現其先進性，加強筋與(yu) 進氣道殼體(ti) 是整體(ti) 結構，減少了95%的緊固件，提高了氣動性能和信號特征，並簡化了裝配工藝。為(wei) 了克服二維編織厚度方麵強度低的問題，開發了三維編織技術，為(wei) 製造無餘(yu) 量預成形體(ti) 提供了可能。但是該技術同樣受到設備尺寸限製。

目前，一般的編織設備隻能生產(chan) 小於(yu) 100mm截麵的預成形體(ti) ，而飛機零件的大型化則需要大尺寸且昂貴的編織機。該技術雖然從(cong) 60年代就已發展起來，經曆了四步編織、二步編織到多層互鎖編織技術。隨著三維編織機的發展，其在飛機製造的未來仍具有很大應用潛力。三維編織的C、J、T板材和I型梁、連杆、機體(ti) 大梁、F型機身隔框、機身筒形件等都已得到驗證。

伟德国际英国

伟德国际英国用於(yu) 材料的增強結構始於(yu) 上世紀90年代。用這種方法製造的預成形體(ti) 可以加入定向纖維有選擇地用於(yu) 某些部位增強結構的機械性能。由於(yu) 它的方向強度、衝(chong) 擊抗力較機織複合材料好，且伟德国际英国物的線圈結構有很大的可伸長性，易於(yu) 製造非承力的複雜形狀構件。目前國外已生產(chan) 了先進的工業(ye) 伟德国际英国機，能夠快速生產(chan) 複雜的近無餘(yu) 量結構，而且材料浪費少。另外，這種線圈的伟德国际英国結構在受到外力時很容易變形，因此適於(yu) 在材料上成形孔，比鑽孔具有很大優(you) 勢。但是它較低的機械性能也影響了它的廣泛應用。

經編

伟德国际英国在航空航天工業(ye) 的應用很有潛力。而采用經向伟德国际英国技術，並與(yu) 纖維鋪放概念相結合，製造的多軸多層經向伟德国际英国織物一般稱為(wei) 經編織物。這種材料由於(yu) 不彎曲，因此纖維能以最佳形式排列。經編技術可以獲得厚的多層織物且按照期望確定纖維方向，由於(yu) 不需要鋪放更多的層數，極大提高經濟效益。國外目前已經能夠在市場上獲得各種寬幅的玻璃和碳纖維經編織物。這種預成形體(ti) 有兩(liang) 個(ge) 優(you) 點：一是與(yu) 其他紡織複合材料預成形體(ti) 相比成本低；二是它有潛力超過傳(chuan) 統的二維預浸帶層壓板，因為(wei) 它的纖維是直的，能夠在厚度方向增強從(cong) 而提高材料的層間性能。國外航空航天工業(ye) 部門正在研究將這種技術用於(yu) 次承力和主承力構件，已經在飛機機翼桁條和機翼壁板上進行了驗證，預計未來將在飛機製造中廣泛應用。但是目前限製其應用的主要原因是原材料成本高以及市場化程度不夠。

針對以上預成形體(ti) 製造技術，國外近年還開展了多種研究，如美空軍(jun) 實施材料結構斜織預成形體(ti) 開發計劃，取消鋪層工序，以降低加工整體(ti) 複合材料結構的複雜程度及成本。G7oE6p