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什么是三維編織

三維編織技術(shù)是在傳統(tǒng)二維編織技術(shù)上發(fā)展起來的一種高新紡織技術(shù)。發(fā)展它的目的是為了克服傳統(tǒng)復(fù)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(tǒng)復(fù)合材料很難用于制作主承力的結(jié)構(gòu)件和高功能制件，而三維編織技術(shù)最大的優(yōu)勢就在于非常適合制作各種復(fù)雜形狀的高性能纖維結(jié)構(gòu)件、連接件。

三維編織復(fù)合材料是利用三維編織技術(shù)先將增強纖維束織造成所需的結(jié)構(gòu)形狀預(yù)制件，由此制成的預(yù)制件結(jié)構(gòu)具有特殊的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，紗線在編織物結(jié)構(gòu)中連續(xù)不間斷且伸直度較高，不僅在平面內(nèi)相互交織，而且在厚度方向上也相互交織。然后，再把預(yù)制體作為增強體結(jié)構(gòu)，和基體（包括樹脂、碳、碳化硅、金屬等）復(fù)合，從而制成復(fù)合材料制件。

三維編織過程? 圖片來源：云路復(fù)材

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三維編織復(fù)合材料的性能特點

三維編織復(fù)合材料因其整體復(fù)雜的空間纖維結(jié)構(gòu)，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(tǒng)層合復(fù)合材料層間強度低、易分層等致命弱點，還使其具有優(yōu)良的力學(xué)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(jié)構(gòu)整體性好、可設(shè)計性強等諸多優(yōu)點，受到工程界的普遍關(guān)注，成為航空、航天、能源、重大戰(zhàn)略裝備、軌道交通、汽車輕量化、碳/碳復(fù)材、城市基建、生物醫(yī)療、體育用品等領(lǐng)域的重要結(jié)構(gòu)材料。

三維編織復(fù)合材料制品? ?圖片來源：云路復(fù)材

三維編織應(yīng)用? ?圖片來源：《三維編織復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀與展望》，熊紹海等

碳纖維預(yù)制體，圖片來源：云路復(fù)材

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三維編織復(fù)合材料目前存在的問題

盡管三維編織復(fù)合材料制件多種多樣，但目前國內(nèi)的商業(yè)應(yīng)用仍相對較少，制約三維編織技術(shù)推廣的原因主要有研究起步晚、設(shè)備的自主研發(fā)、編織技術(shù)創(chuàng)新、數(shù)字化設(shè)計理論、在線檢測技術(shù)、自動化與智能化控制技術(shù)等問題。

參考資料：荊云娟,韋鑫,張元,趙帆.三維編織復(fù)合材料的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀[J].棉紡織技術(shù),2019,47(11):79-84.（來源：DT新材料）

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