編織穿刺復合材料制備方法及穿刺機設計.pdf

1、本篇論文介紹了本人于2013年在法國GEMTEX實驗室完成的畢業(yè)課題。作為歐洲項目IMS&CPS下屬工作組WP5預成型體研發(fā)的一部分，本課題對編織穿刺復合材料預成型體的制備工藝進行了研究。
　　從十九世紀開始，人們便對編織工藝進行研究。二維編織復合材料作為一項重要的復合材料基體成型工藝，與其他織物復合材料制造工藝相比更加簡單，纖維彎曲扭曲程度小，纖維性能保持率高，結構整體性能表現(xiàn)優(yōu)異，特別適合于管狀、工字梁等異性截面型材的制造，其

2、高生產率、高自動化水平以及高成品率和低制造成本等優(yōu)點使其一直是國內、外研究織物復合材料的重點之一。
　　縫合工藝，是指通過使用高性能纖維，如碳纖維、玻璃纖維、芳綸等，對紡織物進行穿刺或縫合將其由二維結構轉變?yōu)闇嗜S結構，或將散塊織物連接構成整體結構的技術。穿刺工藝，作為縫合工藝中的一種新型的縫合方式，由于其工藝原理簡單，對材料破壞性小，機械性能保持率高，近年來吸引了學者的注意。
　　本課題主要分為兩個部分，分別是編織工藝和穿

3、刺工藝。研究過程可以分為三個階段。第一階段，我們采用玻璃纖維，通過改變編織參數(shù)，生產不同結構的筒狀編織物；第二階段，我們提出了穿刺機的設計概念、設計了基本零件并將其組裝以實現(xiàn)單一方向的穿刺；第三階段，我們運用自行設計的機器使用碳纖維縫線對所生產的玻璃纖維編織物進行穿刺。最后我們將得到的穿刺編織物進行樹脂浸漬，由于時間有限，我們將在后續(xù)階段對所得產品進行顯微鏡觀察和機械性能測試。
　　在本課題的實施階段本人主要做的工作是對穿刺機進行

4、設計。在設計開始階段首先對穿刺工藝的影響因素進行思考并將其列出，主要包括織物和紗線的3D取向、穿刺織物的層數(shù)、穿刺用紗線的特征、穿刺密度、穿刺深度、紗線張力、壓腳壓力、穿刺針的形狀等。接下來對穿刺機的功能進行構思，并從四個方面對穿刺機進行了設計。穿刺機的結構包括穿刺針系統(tǒng)、壓腳裝置、縫合紗喂入系統(tǒng)以及機器骨架。每個系統(tǒng)也有各自的功能。通過穿刺針系統(tǒng)可以實現(xiàn)對織物的穿刺，并且調整其穿刺深度；使用縫合紗喂入系統(tǒng)可以將縫合紗儲存在紗架上，并且