本發(fā)明涉及紡織技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三維預(yù)成型復(fù)合纖維及其加工工藝。
背景技術(shù)：
纖維增強(qiáng)材料是一種新型復(fù)合材料，具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、保溫、絕緣、隔音、防水等優(yōu)良性能。傳統(tǒng)成型工藝是一種開(kāi)模手工工藝，生產(chǎn)效率低、成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重、對(duì)人體傷害大、制品性能差：樹(shù)脂和纖維結(jié)合效果差，易產(chǎn)生氣泡、干斑等多種缺陷，嚴(yán)重影響制品的力學(xué)性能。
隨著社會(huì)對(duì)節(jié)能降耗、提高工效、環(huán)境友好等提出的高要求，促進(jìn)了樹(shù)脂基復(fù)合材料的成型工藝的不斷發(fā)展，特別是近年來(lái)高速發(fā)展的樹(shù)脂傳遞模塑工藝（rtm）、真空輔助樹(shù)脂轉(zhuǎn)移模塑工藝（vartm）、樹(shù)脂浸漬模塑成型工藝（scrimp）等閉模成型工藝，對(duì)纖維增強(qiáng)材料提出了更高的要求，其中最重要的是樹(shù)脂在充模過(guò)程中的流速和流道的影響，要盡量采用滲透率高、對(duì)樹(shù)脂浸潤(rùn)性好的織物。中空導(dǎo)流纖維層狀物增強(qiáng)材料就是適應(yīng)這一要求而開(kāi)發(fā)的新品種。
目前，玻纖/碳纖機(jī)織單向布其穩(wěn)定性較差，產(chǎn)品合格率也較低，不能夠滿足目前工藝成品的需求，亟待改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理、使用方便的三維預(yù)成型復(fù)合纖維及其加工工藝，其能夠大大提高玻纖/碳纖機(jī)織物的穩(wěn)定性，同時(shí)還能夠提高其拉伸強(qiáng)度，抗曲強(qiáng)度也較高，產(chǎn)品合格率大大提升，實(shí)用性更強(qiáng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：它包含0°層、短切紗層、+45°層、90°層、導(dǎo)流夾心層、-45°層、面層；所述的0°層、短切紗層、+45°層、90°層、導(dǎo)流夾心層、-45°層、面層由上至下依次設(shè)置。
進(jìn)一步地，所述的0°層、+45°層、90°層、-45°層為增強(qiáng)纖維材料層，可以為高性能玻纖、碳纖、芳綸等。
進(jìn)一步地，所述的導(dǎo)流夾心層為有機(jī)纖維針刺或化學(xué)粘合氈。
進(jìn)一步地，所述的短切紗層為高性能玻璃纖維短切紗。
進(jìn)一步地，所述的面層為玻纖薄氈、短切氈、連續(xù)氈、碳?xì)?、聚酯氈、高?qiáng)高抗沖玻璃纖維布、玻纖/芳綸/碳纖機(jī)織布等。
進(jìn)一步地，所述的導(dǎo)流夾心層的制備過(guò)程中在合成纖維中均勻共混低熔點(diǎn)纖維后，通過(guò)梳理、鋪網(wǎng)、牽伸、預(yù)針刺或化學(xué)粘合成氈，后采用合適的定型工藝形成具有豐富空隙結(jié)構(gòu)特征和形態(tài)的導(dǎo)流夾芯材料，進(jìn)一步提升導(dǎo)流性能，縮短充模時(shí)間（導(dǎo)流速率），導(dǎo)流速率≤120s。
本發(fā)明的生產(chǎn)工藝如下：將玻纖/碳纖薄氈或短切玻纖等、導(dǎo)流夾芯材料、軸向織物（雙軸向、三軸向、四軸向）、玻纖或玻纖/碳纖或玻纖/芳綸機(jī)織單向布等材料按需要組合后，通過(guò)改進(jìn)的縫編機(jī)構(gòu)，在花盤(pán)驅(qū)動(dòng)特制的梳節(jié)曲線運(yùn)動(dòng)下，帶動(dòng)特制的槽針和針芯相互運(yùn)動(dòng)使縫編線多向多維穿過(guò)各組合材料，形成相互牢固纏結(jié)的線圈，將各組合材料一次縫編而成三維預(yù)成型體。
采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明所述的三維預(yù)成型復(fù)合纖維及其加工工藝，將連續(xù)纖維束、非織造氈、紗線或布、夾芯導(dǎo)流氈按照一定的規(guī)律定位分布在三維空間，形成一個(gè)整體的、具有特定結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和形態(tài)的纖維集合體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；貫穿空間各個(gè)方向的纖維提供了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，顯著提高了材料的層間性能和抗沖擊損傷能力；同時(shí)利用纖維集合體廣譜孔隙結(jié)構(gòu)形貌、可大范圍調(diào)控纖維體積含量和纖維取向分布的特征，形成多樣化的結(jié)構(gòu)形態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和性能調(diào)控。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明：
0°層1、短切紗層2、+45°層3、90°層4、導(dǎo)流夾心層5、-45°層6、面層7。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
參看如圖1所示，本具體實(shí)施方式采用的技術(shù)方案是：它包含0°層1、短切紗層2、+45°層3、90°層4、導(dǎo)流夾心層5、-45°層6、面層7；所述的0°層1、短切紗層2、+45°層3、90°層4、導(dǎo)流夾心層5、-45°層6、面層7由上至下依次設(shè)置。
進(jìn)一步地，所述的0°層1、+45°層3、90°層4、-45°層6為增強(qiáng)纖維材料層，可以為高性能玻纖、碳纖、芳綸等。
進(jìn)一步地，所述的導(dǎo)流夾心層5為有機(jī)纖維針刺或化學(xué)粘合氈。
進(jìn)一步地，所述的短切紗層2為高性能玻璃纖維短切紗。
進(jìn)一步地，所述的面層7為玻纖薄氈、短切氈、連續(xù)氈、碳?xì)?、聚酯氈、高?qiáng)高抗沖玻璃纖維布、玻纖/芳綸/碳纖機(jī)織布等。
進(jìn)一步地，所述的導(dǎo)流夾心層5的制備過(guò)程中在合成纖維中均勻共混低熔點(diǎn)纖維后，通過(guò)梳理、鋪網(wǎng)、牽伸、預(yù)針刺或化學(xué)粘合成氈，后采用合適的定型工藝形成具有豐富空隙結(jié)構(gòu)特征和形態(tài)的導(dǎo)流夾芯材料，進(jìn)一步提升導(dǎo)流性能，縮短充模時(shí)間（導(dǎo)流速率），導(dǎo)流速率≤120s。
本發(fā)明的生產(chǎn)工藝如下：將玻纖/碳纖薄氈或短切玻纖等、導(dǎo)流夾芯材料、軸向織物（雙軸向、三軸向、四軸向）、玻纖或玻纖/碳纖或玻纖/芳綸機(jī)織單向布等材料按需要組合后，通過(guò)改進(jìn)的縫編機(jī)構(gòu)，在花盤(pán)驅(qū)動(dòng)特制的梳節(jié)曲線運(yùn)動(dòng)下，帶動(dòng)特制的槽針和針芯相互運(yùn)動(dòng)使縫編線多向多維穿過(guò)各組合材料，形成相互牢固纏結(jié)的線圈，將各組合材料一次縫編而成三維預(yù)成型體。
采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明所述的三維預(yù)成型復(fù)合纖維及其加工工藝，將連續(xù)纖維束、非織造氈、紗線或布、夾芯導(dǎo)流氈按照一定的規(guī)律定位分布在三維空間，形成一個(gè)整體的、具有特定結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和形態(tài)的纖維集合體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；貫穿空間各個(gè)方向的纖維提供了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，顯著提高了材料的層間性能和抗沖擊損傷能力；同時(shí)利用纖維集合體廣譜孔隙結(jié)構(gòu)形貌、可大范圍調(diào)控纖維體積含量和纖維取向分布的特征，形成多樣化的結(jié)構(gòu)形態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和性能調(diào)控。
以上所述，僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其它修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。