多くの異なる分野で使用できる伝統的な織物は、複合産業における二次元複合材料の製造に好まれています。 航空宇宙および防衛産業における繊維複合材料。 金属やセラミックなどの類似材料と比較して、軽量で強度が高く、多くの優れた機能を備えています。
二次元織布から製造された複合材料の厚さの値が低いため、厚さ方向の機械的性能が低いことが、これらの構造の重大な欠点です。
一方、デラミネーションと呼ばれる層間の分離の問題は、これらの構造の別の問題です。
二次元織物構造の糸は、織物構造のために過度の曲げにさらされています。
これらの構造における高弾性繊維の使用。 これにより、得られる布の弾性係数が低くなります。
従来の織物は、互いに垂直な XNUMX つの別々の糸グループで構成されています。
これらの生地に横方向に力を加えます。
- 横糸または縦糸と呼ばれる糸グループの構造内での滑りは、布の強度を高めます。
- 斜め方向に落ちる
なぜそれが起こっているのですか？
二次元織物で経験したこの問題 三軸 と呼ばれる生地タイプの生産につながりました。
三軸織物には XNUMX 種類の糸グループがあります。 これらのスレッドは次のとおりです。
- 斜め方向の力に対して構造体の強度を高めるため、60°の角度で交差させています。
- 二次元織布で経験した問題は、三次元織布の製造の重要な理由であった。
- 糸または布の層によって形成された厚さ方向の三次元織物。 一定の大きさの構造物です。
- 立体織物は厚み方向に高い力学特性を示します。
- 統合された構造として厚さの値を持つことで、XNUMX 次元の複合材料で見られる層間剥離の問題が完全に解消されます。
- 三次元織布の製造方法により、x、y、z 方向のクリンプ率が低い高弾性繊維を構造に組み込むことができます。
- 繊維のカール率の減少; 構造の繊維/体積比が増加するため、布の弾性係数が増加し、強度の増加が観察されます。
- カーボン、ガラス、玄武岩などを立体的に織った生地の製法。 などの高弾性繊維。 厚さ 1 インチから 72 インチまでの生地を製造することができます。
- また、複雑な形状の造形が可能で、ネットシェイプに近い造形が可能であることも、複合材料の生産における立体織物のメリットです。
複合材料の穴あけや切断などのプロセスは、材料の強度を大幅に低下させます。 最終形状に近い生産。 材料の強度低下を防ぎながら、材料の無駄と人件費を削減します。 厚さ方向の構造の糸。 毛細管チャネルとして機能します。 これらの糸により、複合材料の製造に使用される樹脂を構造内に迅速かつ均一に分散させることができます。
立体織物の製法
織機の時代に。 開いたマウスピースによこ糸を通すことにより、二次元織物が製造される。
この方法では、さまざまな横糸挿入方法で機械速度が非常に高速になる可能性があるため、布の厚さの値はかなり制限されます。 さらに、糸が構造内でクリンプされているという事実により、これらの生地の弾性値が低くなります。
立体織物では、緯糸が厚み方向に複数本あります。 これにより、厚さの値を使用してファブリックを作成できます。
立体織物のスパーリング前
- 複数のノズルを開く必要があるため、マシン速度が低い値になります。
- 立体織物の生産; これは、従来の織機の改造、または特別に改造された機械によって提供され、立体的な織物を生産します。
- 多層構造物の製造; タテ糸の上下方向の動きだけで綴じることができますが、
- 立体的な織物は、特別に改造された織機で縦糸を縦横に動かすことで作られます。
伝統的な織機の立体改造 織物生産
1974年にXNUMX種類の経糸群を用いた多層織物の生産を開始。 グリーンウッド によって開発された
立体的な織物は、XNUMX つの異なる糸グループを使用して製造されます。 たて糸は、XNUMX つの異なる糸グループで構成されています。 グループは生地方向の方向にのみ伸びますが、結合縦糸は生地を全体としてまとめます。
Khokar Noobed これらの構造 と名付けました。 システムに含まれる 17 つの別々の糸グループが互いにあまり多くの接続を行いません。 この製造方法では、最大 XNUMX 層のファブリックを製造できます。 これらのシステムで製造された立体織物は以下のとおりです。
1990年には、従来の織機を改良した立体織物織機が誕生。 モハメド によって開発されたこの系では、T、I、π など。 プロファイルのある立体的な織物の生産が可能です。
このシステムでは、糸ボビンは、製造したいプロファイル形状に従ってクリールに配置されます。 生地方向に沿ったたて糸のグループ。 もう一方のたて糸グループは、生地に横たわっている間、フレームによって上下に動かされます。
緯糸針によって、XNUMX 回の機械サイクルで複数の緯糸を構造体に組み込むことができます。
よこ糸; 機械の端にある編み針によって構造に取り付けられ、タンピングプロセスによって生地の形成が保証されます。
このシステムのおかげで、非常に高い厚さの値があり、耐久性があります。 プロファイルされた立体的な織物の生産が可能になります。 アメリカのノースカロライナ州立大学で開発されたこの機械のメカニズムの動き。 帯電を防ぐために空気圧システムによって提供されます。 さらに、糸の摩擦を減らすために、糸はパイプで機械に運ばれました。
本格立体織機による生地生産
従来の織機を改造して製造された立体織物では、機械のサイクル中に織物層が構造に含まれることが保証されます。
三次元生地に取り組んでいる科学者。 これらのシステムを実際の三次元織機と見なさず、構造に含めることが望まれるすべての層。 彼らは、機械のXNUMXサイクルで布に含める必要があると述べています.
本物の立体織機で製作した造形物。
その状態によって分類できます。
以下 福田 1974 年に B.C. によって開発された一軸の立体織りメカニズムが見られます。
構造には XNUMX つの異なる糸グループがあります。 生地方向の y 糸は、折り目を作らずに生地に沿って延びています。 マシンでは、シャトルによって x および z スレッドが構造に含まれていることが保証されます。 このシステムでは、糸の間に接続はありません。
伝統的な織機を改造して作られた立体織物。
- 糸は90度の角度で結ばれています。
- これらの機械では、45°の角度で糸を生地に含めることはできません。
したがって、生地;
- 斜め方向の力に対して抵抗力が弱い。
- 多軸三次元織機では、45 回の機械サイクルで +45° と -XNUMX° の角度の糸層を生地に含めることができました。
以下は、単軸および多軸ユニット ファブリックのビジュアルです。
アナハラが1993年に開発した多軸立体織機により、XNUMX軸の織物を織ることができます。 以下は、角度の値が異なる糸の層と、生成された生地です。
立体的な織物も円形に生産できます。 化合物 によって 2000 年に開発されたシステムには、XNUMX つの異なる糸グループがあります。
これらの糸は、軸方向、半径方向、円周方向、対角線 (+45°、-45°) として構造に配置されています。 このシステムでは、周方向および放射状の糸が軸方向の糸の周りに織られた層を形成します。
立体的な円形織りの仕組みと出来上がった生地を以下に示します。
多軸の三次元生地。 構造内のすべての糸の間に接続はありません。 これらのシステムにとって非常に重要な開発は、機械が単一のサイクルで各糸層を布地に組み込むことができることです.
コーカー A.Ş.が1997年に開発した立体織り法では、それぞれの糸群が互いにつながることを目指しています。 この方法では、糸をワープします。 さまざまなシステムにより、生地を上下左右に動かして生産します。
複合産業では立体織物が使用されるため、強度と重量の値が非常に重要です。 構造内の各糸が接続された立体織物。 他の生地タイプと比較して非常に高い強度値を持っています。
三次元織物の分類
立体織物は、さまざまな方法で分類できます。 製織プロセス、構造内の糸の形状、単位布セルのミクロおよびマクロ構造。 これらは、生地を分類できる主題です。
多くの異なる科学者が、立体的な織物を分類しています。 コーカー 織りプロセス、使用される糸グループ、および作成される構造に応じて、これらの構造をXNUMXつのグループに分類します。
チェン 一方、ユニットファブリックセルのマクロ構造を考慮して、XNUMXつの異なるグループを形成しました。
この分類方法の生地:
別れたままです。
三次元織物、その構造の糸。 レイアウト形状に合わせて構造を分離することも可能です。
この文脈では、立体織物:
それはXNUMXつのグループに分けられます。
直交構造では、結合糸は生地層と 90 度の角度を作ります。
角度付きインターロック生地では、たて糸とよこ糸によって形成される生地層の間に特定の角度値があります。 この値は、作成する構造の特性に応じて調整できます。 両方の生地タイプの構造に補強糸を追加できます。 これらの糸は布地の方向に伸び、布地の繊維/体積比を増やし、強度を高めます。
- 直交ファブリックは、角度付きインターロック構造よりも繊維と体積の比率が高くなります。 斜めのインターロック構造は、直交するファブリックと比較して高い弾性特性を持っています。
直交および斜めのインターロック生地。 構造内の結合スレッドの形状に応じて、XNUMX つのグループに分けることができます。
とじ糸の場合:
- 布地の特定の層の間だけ、層から層へと結合する場合、
- 生地の厚さ全体で結合プロセスを実行する場合、生地の厚さ全体で直交または角度付きインターロック生地と呼ぶことができます。
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