ファブリックの生産は、テキスタイルのさまざまな方法によって可能になります。
従来の二次元生地の生産が可能です。
異方性構造を持つ XNUMX 次元ファブリックは、表面積に比べて厚みの値が非常に小さいため、厚み方向の機械的性能は低くなります。
織物繊維と織物は、複合材料の製造に広く使用されています。 繊維複合材料は、防衛、医療、航空産業などの多くの産業に応用されています。
繊維複合材料は、金属やセラミック材料よりも高い機械的挙動を示し、軽量であるのに比べて高い強度値を示します。
- XNUMX 次元ファブリックで製造された複合材料は、厚みの値が小さいため、厚み方向の機械的挙動が低くなります。
- 二次元繊維複合材料では、層間の剥離として表現されるデラミネーションの問題が発生します。
- 二次元複合材料で観察された問題は、三次元織物の生産の重要な理由を構成しました。
- 織り、編み、不織布面成形、斜め編みなどの製織方法により、立体的な織物を得ることができます。
- 三次元ファブリックは、複合材料で発生する剥離の問題を完全に排除します。
また、得たい最終製品の形状に近づけることが可能です。 したがって、生産コストと材料廃棄量の大幅な削減が達成されます。
立体生地の製造方法
織る、編む、斜めに編む、不織布を作る、縫うなどの織物の製法により、立体的な織物が得られます。
立体編み法
立体編地の生産は、従来の二次元編地の生産と同様に、よこ編みとたて編みの方法で実現できます。
よこ編み法により、立体的な編地を目的の製品に限りなく近い形状で製造することが可能です。
よこ編み機による立体編地の生産。
機械には、改造されたベッドと電子機器を取り付けることができます。
三次元横編み布のもう一つの重要な利点は、必要に応じて横糸を縦方向の構造に含めることができることです。
よこ編み法によって得られるこれらの生地タイプで経験される最も重要な問題。
構造がかさばりすぎて空虚です。 単位体積あたりのボイド数が多いと、構造の繊維/体積比が減少します。 この状況により、構造の強度値が低くなります。
近年、緯編機による編地に比べ、経編機による立体編地の需要が高まっています。
経編機で編んだ立体的な編地。
二次元織物に比べて弾性率が高く、強度値も高いです。
この違いの理由。
その理由は、たて編み構造などの高弾性繊維はカールが少ないためです。 糸構造のクリンプが減少すると、強度が増加します。 さらに、複合材料の製造における二次元織物の代わりにこれらの構造の優先。 生地の廃棄量と生産コストを大幅に削減します。 経編み法による立体編地を以下に示します。
1980 年代初頭に立体経編生地が生産され始め、1990 年代に複合産業で使用されました。
これらの生地タイプでは、生産コストが低く、目的の特性に合わせて設計できるなどの優れた機能により、
- ジオテキスタイル
- 空気圧システム
- 自動車、航空機の一部部品の製造
- 各種ボディパーツ・人工血管の製作
それらはさまざまな分野で使用できます。
経編機でのこれらの生地タイプの生産;
- これは、繊維層を所望の方向に配置し、これらの層をたて編みループによって接続することによって達成されます。
Mayer 社と Liba 社は、これらの構造をさまざまな製造技術で製造することを可能にしています。 Mayer が開発したシステムでは、0 つの異なる繊維層が 45°、+45°、-90°、XNUMX°の方向に配置され、ループによって結ばれていることが保証されています。 Liba社が開発した方法では、生地に含まれる繊維層の数をXNUMXつに増やすことができます。 以下はLiba社の制作技術です。 Liba 生産技術により、システムに不織布を含めることも可能になります。
構造内の繊維層。
希望する方向に構造に強度を加えながら
たて編みループ;
厚さの点で構造の強度を高めます。
立体経編機のループ：
XNUMX つの異なる方法で取得できます。 構造の完全性を提供しながら、ループは強度と損傷耐性を大幅に向上させます。 損傷耐性は、材料の構造特性です。 これは、修復プロセスが発生するまで、材料の信頼性を特定の範囲内に維持する材料の能力として表すことができます。
三次元不織布表面作成法
三次元不織布表面では、構造を構成する糸の間に接続はありません。 これらの構造は、ニードリングおよびステッチ法によって製造することができます。
ニードリング方式の糸。 それは望ましい方向にシステムに堆積されますが、これらの糸の間には接続がありません。 次に、針によって、糸の繊維が互いに通り抜けて融合し、表面を形成します。 以下、ニードリング法による面と制作方法を視覚的に表現。
ステッチ法では、繊維または糸によって形成された層が縫製プロセスと組み合わされます。 この工程では、縫い方、縫い糸の種類と本数、単位面積あたりの縫い目の密度が重要になります。
立体不織布のミシン糸密度は0,4～25目/cm²です。 通常はミシン糸として ケブラー が好ましい。 ケブラーは、他の繊維に比べて強度と柔軟性の値が高いためです。
不織布の表面が縫製によって得られる機械では、縫製ヘッドはXNUMXつまたは複数にすることができます。 これらのミシンの主な問題点は、ミシンのミシンヘッドの数が限られていること、一定の面厚値まで縫製できること、限られた幅で面が得られることです。
現在、産業用機械は最大幅 1 m、表面の厚さ 5 mm で動作します。 NASA がこれらの構造を取得するために使用する機械は、長さ 28 m、15 m で縫うことができ、幅 3 m、厚さ 40 mm の表面を縫うことができます。
三次元不織布の製造は、二次元の織物よりも簡単で安価です。 同時に、これらの構造で得られた複合材料の耐疲労性と耐衝撃性は、従来の織物よりも高くなります。
複雑な形状の曲線部分は、今日の産業用機械では縫製が困難であることが、これらの構造の重要な問題です。
ステッチの密度、糸の種類、数などの問題について十分な作業が行われていません。 これらの問題が解明されていないことも、利用が増えていない大きな理由です。 この点に関して、R&D 研究が必要です。 しかし、これらの研究開発研究においても、他の分野と同様に双方の権利を保護する強固な契約が結ばれていることは避けられない事実です。
立体斜め編み法
立体斜め編み法は、史上初の立体的な生地の製法です。
1960年代後半。
- 金属合金と比較して、ロケットエンジンの重量を 30 ～ 50% 削減することを目的として製造されています。
斜め編み法による立体生地。
さまざまな分野で使用できます。
斜め編み法により、最終形状に限りなく近い組織を作ることができます。 この状況は、生産コストと無駄な糸と生地の量を大幅に削減します。 斜め編み法による三次元複合材料を以下に示します。
斜め編み法で得られる立体構造には、軸糸と編糸の２つの異なる糸群が存在する。
- アキシャルスレッド; 強度は所望の方向に構造に含まれるが、糸接続は編み糸で提供される。 編み糸はシャトルからシステムに供給されます。
- 編み物システム 編み糸 コイルの変位運動によって提供されます。
斜め編地、編糸ボビン、ボビン機構を以下に示します。
- 立体的な斜め編み地は、角張ったものや円形のものを作ることができます。
- これらの構造物の製造は、目的に応じて、円形または角度のある機械で行われます。
- 立体斜め編地は、段数によって分類されます。
機械のXNUMX回転で発生する編みプロセス。 私の名前を表しています。 三次元の斜めの編地は、XNUMX段、XNUMX段、または多段にすることができます。 二段斜め編み法 1987 年に Popper と McConnell によって開発されました。
以下は、XNUMX段斜め編地とXNUMX段斜め編地の単位編成パターンです。
立体的な斜めの生地を使用した小型構造物の製造は、非常に安価で簡単なプロセスです。 100mmを超える幅の生地を斜め編みで製造する場合、様々な問題が発生します。 生産する製品のサイズが大きくなると、機械のサイズを大きくする必要があるためです。
これらの構造が航空機生産で広く使用されていない最も重要な理由;
- これは、コストが非常に高く、構造を製造できる機械のサイズが原因でプロセスが困難であるという事実から生じます。
立体的な斜め編地で形成された複合材料の弾性係数。
- 編み糸がなす対角線の角度は、糸番手や編みパターンなどの変数によって変化します。
構造の他の短所は、三次元の斜めの編地で作成された複合材料の強度値が二次元の複合材料の強度値よりも低いこと、および機械が長い時間で生産の準備ができていることです。大きなサイズの生地の生産と、それがゆっくりと機能すること。
今日、自動車産業における立体斜め編地。 シャーシやシャフトの製造に使用することが検討されています。 目標とする成功が達成できれば、自動車で最大 50% の軽量化を達成できます。
立体織り法
立体織り法は、立体織物の製造に使用される重要な方法のXNUMXつです。 複合材料の製造には立体ファブリックが使用されるため、その強度値は重要です。
立体織物の製法のうち織り方。
他の方法に比べて強度値の高い生地の生産を提供します。 このため、他の製造方法に比べてより一般的で知られている方法です。
レッスンテキスタイル 
