1.1 三維編織工藝概述

三維編織技術是在傳統二維編織技術上發展起來的一種高新紡織技術。發展它的目的是為了克服傳統復合材料固有的缺點，即受力后容易分層的問題。正是由于這個缺點，傳統復合材料很難用于制作主承力結構件和高功能制件，而三維編織技術最大的優勢就在于非常適合制作各種復雜形狀的高性能纖維結構件、連接件。

簡單的來說，三維編織是在二位編織的基礎上增加了軸向纖維，從而織出立體整體的織物高新紡織技術。三維編織復合材料的編織工藝有兩步法、四步法、多層聯結編織法和多步法等，其中四步法和兩步法是目前該領域使用最主要的兩種方法：

四步法可以編織許多不同截面的結構，如板狀、管狀、半柱狀和柱狀等。

兩步法適合編織非常厚的結構，可以編織板狀、管狀等結構。

三維編織好處很多，最主要的一點是其克服了傳統復合材料夾層式結構，避免了分層情況，在一些結構件中可以做到一次成型，是一種連續纖維的增強結構。正由于這個巨大優勢，使其非常適合各種曲面體、異形結構件，其材料損耗小、自動化程度高。主要應用在航空航天領域，未來三維編織技術將向著大尺寸超厚高密度曲面體三維編織技術、超大截面尺寸三維編織技術等方向發展。

國外有種編織工藝QISO就是單層中混用三軸向結構，即在周向上加入第三組紗線，為斜交紗線，它們位于軸向紗線的上下。因此，可以在部件所需部位提供精準單項增強與偏軸向增強雙重作用， 從而提高織物損傷容限，改善能量吸收。美國Spirit航空公司制作的集成化飛機桁條加強版就是采用此種技術。還有一種比較典型的是干纖維自動編織技術。具體是將編織物纏繞鋪放在模具當中，經過環氧樹脂浸漬，再通過真空樹脂傳遞模塑工藝固化成型。一般可用于飛機上結構進氣系統。

1.2 三維編織復合材料的性能特點

三維編織復合材料因其整體復雜的空間纖維結構，顯著地提高了材料的比強度和比剛度，從根本上克服了傳統層合結構復合材料層間強度低、易分層等致命弱點，還使其具有優良的力學性能，如：良好的抗沖擊損傷性能、耐疲勞性能和耐燒蝕性能等，以及結構整體性好、可設計性強等諸多優點，受到工程界的普遍關注，成為航空、航天、能源、重大戰略裝備、軌道交通、汽車輕量化、碳/碳復材、城市基建、生物醫療、體育用品等領域的重要結構材料。

1.3 三維編織復合材料成型工藝

三維編織復合材料多采用液體成型工藝進行浸膠固化，包括樹脂傳遞模塑(RTM)工藝、樹脂膜滲透(RFI)工藝、真空輔助樹脂滲透(VARI)工藝等。其中RTM工藝是從濕法鋪層和注塑工藝演衍生出來的，其能夠制造出高精度、低孔隙率、高纖維含量的復合材料構件，是三維編織復合材料主要制造技術之一。

三維編織復合材料制件繁多，涉及到U字型、T字型、X字型、米字型、工字型、之字型、蜂窩狀、球體、截錐體等多種異型結構，在制造業智能化、機械輕量化發展背景下，三維編織復合材料應用前景較好。

（未完待續）

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