針織工藝具有技術(shù)靈活性、結(jié)構(gòu)多樣性、原料普適性、裝備高效性的特點(diǎn)，隨著原料和裝備的不斷研發(fā)和創(chuàng)新，針織產(chǎn)品在產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域的比重日漸提升。據(jù)悉，世界上第一種進(jìn)入服役的第五代戰(zhàn)斗機(jī)，美國的F-22“猛禽”戰(zhàn)斗機(jī)通過采用包括碳纖維多軸向經(jīng)編復(fù)合材料在內(nèi)的多種碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，主翼、垂尾翼、平尾翼以及機(jī)身蒙皮等部位用量比例高達(dá)35%，明顯減輕了機(jī)身重量，提高了機(jī)動靈活性以及抗疲勞、抗腐蝕等性能。
神奇的針織軸向織物為何有如此優(yōu)異的性能？是如何設(shè)計和生產(chǎn)的？還有哪些特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域？小編為大家一一道來。
針織軸向織物
針織軸向織物的開發(fā)主要是適應(yīng)高強(qiáng)、高模類高性能纖維在紡織復(fù)合材料中的應(yīng)用而發(fā)展起來的。軸向針織技術(shù)是一種將一組或多組平行伸直的紗線通過編織紗綁縛成整體的先進(jìn)編織方法。由于被襯入的軸向紗線在織入時均呈直線狀態(tài)，因而能夠充分發(fā)揮高性能纖維高強(qiáng)、高模的特性。
因此，高性能玻璃纖維、碳纖維、芳綸、玄武巖纖維、高強(qiáng)度滌綸以及高性能聚乙烯等在針織軸向織物中應(yīng)用較多，其中又以玻璃纖維的應(yīng)用量最大。此外，一些金屬纖維材料也能得到應(yīng)用，如用鎳絲編織的經(jīng)編網(wǎng)用于衛(wèi)星天線，用純合金鉛纖維絲做芯、外包化學(xué)纖維用于防核輻射軟鉛屏和防護(hù)服等。
針織軸向織物按照紗線襯入方向的不同可分為：單軸向、雙軸向和多軸向織物；按照生產(chǎn)加工裝備的不同可分為經(jīng)編軸向織物和緯編軸向織物。
經(jīng)編軸向織物
由于經(jīng)編軸向織物具有較低的生產(chǎn)成本、較高的生產(chǎn)效率以及結(jié)構(gòu)整體性、設(shè)計靈活性、抗撕裂性能好、層間剪切力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而越來越引起人們的注意，在產(chǎn)業(yè)用領(lǐng)域具有很大的潛力，尤其是用作樹脂復(fù)合材料的骨架，使用日趨廣泛。將經(jīng)編軸向織物作為骨架材料與樹脂復(fù)合后，制成纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，可用于飛機(jī)、航天器、汽車、艦艇、裝甲車、風(fēng)能發(fā)電等方面。
多軸向經(jīng)編（Multi-axial Warp-Knitted，簡稱MWK）技術(shù)是在單軸向、雙軸向技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的多頭襯緯編織技術(shù)，利用該技術(shù)，可以在織物的縱向、橫向或是斜向按照使用要求以一定角度襯入增強(qiáng)紗線，可以充分發(fā)揮織物結(jié)構(gòu)中每一組分的性能。多軸向技術(shù)是一種于20世紀(jì)70年代后期在國外迅速發(fā)展起來的新型織造技術(shù)，20世紀(jì)90年代得到廣泛研究和推廣應(yīng)用，其特點(diǎn)為需求量大、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低。
德國在多軸向經(jīng)編機(jī)制造方面長期處于技術(shù)壟斷地位，如卡爾邁耶的Malimo Multiaxial型多軸向經(jīng)編機(jī)最高機(jī)速可達(dá)1400 r/min，相應(yīng)產(chǎn)量可達(dá)240 m/h，可以生產(chǎn)各種工藝底布，用于風(fēng)輪葉片、車船部件、高壓容器和運(yùn)動裝備等。此外，還包括最新的MAXTRONIC?機(jī)型、以及用于生產(chǎn)碳纖維多軸向經(jīng)編織物的COP MAX 5。
我國先后成功研制“RCD-1型多軸向經(jīng)編機(jī)”、“GE2M-2型多軸向經(jīng)編機(jī)”和“GE2M-G高速多軸向經(jīng)編機(jī)”，但只能滿足玻璃纖維多軸向織物的生產(chǎn)，還不能用于生產(chǎn)碳纖維多軸向織物。
緯編軸向襯紗織物
國外常將用單面平針組織結(jié)構(gòu)來捆綁經(jīng)紗和緯紗的緯編雙軸向織物，稱為COFAB針織物，使用的原料多為玻璃纖維與芳綸，其模壓成型性能和經(jīng)編雙軸向織物接近。天津工業(yè)大學(xué)研制出了一種緯編多層雙軸向襯紗針織機(jī)，它使用羅紋組織結(jié)構(gòu)來捆綁多至5層的襯經(jīng)、襯緯紗，捆綁紗可用芳綸、滌綸等柔性紗線。
緯編多層雙軸向織物與經(jīng)編雙軸向織物相比，優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備價格便宜，而且襯經(jīng)、襯緯紗層可多達(dá)5層，織物具有極好的模壓成型性能，這是機(jī)織物或經(jīng)編雙軸向織物所做不到的。
目前，國內(nèi)外使用的經(jīng)編多軸向織物的缺點(diǎn)是當(dāng)鋪層紗線由縫編紗線縫合在一起時，縫針有可能損傷鋪層的襯紗。天津工業(yè)大學(xué)研制的緯編多軸向襯紗針織機(jī)，織物幅寬可達(dá)2m以上，織物中不存在織針刺穿襯紗的現(xiàn)象，布面清晰；采用紗管直接上機(jī)，不需要配套的整經(jīng)機(jī)；采用緯編捆綁形式，簡化了機(jī)器結(jié)構(gòu)。
圓緯編軸向襯紗織物
橫機(jī)生產(chǎn)的緯編雙軸向織物，由于捆綁紗采用往復(fù)式的編織形式，所以機(jī)器的生產(chǎn)效率低。針織圓機(jī)具有多路、編織連續(xù)性強(qiáng)、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，因此開發(fā)在圓形緯編機(jī)上編織高強(qiáng)、高模襯紗的圓筒形雙軸向織機(jī)，采用緯編針織圓機(jī)組織中的緯平針組織作為綁縛系統(tǒng)生產(chǎn)圓形緯編雙軸向襯紗織物，將解決以V型橫機(jī)組織為綁縛系統(tǒng)的緯編雙軸向襯紗織物生產(chǎn)效率低的缺點(diǎn)。由于產(chǎn)品為連續(xù)的圓筒布，可以用于輸油軟管等圓管復(fù)合材料制件增強(qiáng)體的開發(fā)。
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