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材料是人類社會(huì)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類文明程度的象征。復(fù)合材料是材料領(lǐng)域的后起之秀，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。作為復(fù)合材料科學(xué)的一個(gè)重要分支，軸向經(jīng)編復(fù)合材料以其優(yōu)異的物理機(jī)械性能和可加工性獲得了廣泛的關(guān)注。軸向經(jīng)編技術(shù)是一種將一組或多組平行伸直的紗線通過(guò)編織紗綁縛成整體的先進(jìn)編織方法。按經(jīng)編結(jié)構(gòu)中襯入的紗線層數(shù)可分為單軸向、雙軸向和多軸向三種。其中，多軸向經(jīng)編技術(shù)是在單軸向、雙軸向技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型的多頭襯緯編織技術(shù)，它始于20世紀(jì)70年代后期，經(jīng)過(guò)30多年的不斷發(fā)展和完善已日趨成熟，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，充分發(fā)揮了織物結(jié)構(gòu)中每一組分的性能。這種織物結(jié)構(gòu)與高性能纖維和新興的復(fù)合成型技術(shù)相結(jié)合所開(kāi)發(fā)的性能優(yōu)異的先進(jìn)增強(qiáng)復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于航空航天、交通、建筑等許多領(lǐng)域，成為當(dāng)今新材料領(lǐng)域研究與開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。目前，世界各國(guó)對(duì)這一新技術(shù)的生產(chǎn)設(shè)備、應(yīng)用領(lǐng)域等競(jìng)相開(kāi)展研究，使該技術(shù)得到了迅速發(fā)展。
1 多軸向經(jīng)編織物生產(chǎn)設(shè)備
經(jīng)編設(shè)備是經(jīng)編工業(yè)的生產(chǎn)手段和物質(zhì)基礎(chǔ)，其技術(shù)水平、質(zhì)量和制造成本與經(jīng)編工業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。自1981年世界上第一臺(tái)Copcentra多軸向經(jīng)編機(jī)在Liba（利巴）問(wèn)世以來(lái)，先進(jìn)的工業(yè)國(guó)家對(duì)它的生產(chǎn)和加工技術(shù)等開(kāi)展廣泛研究，并取得了一定的成果。德國(guó)Karl Mayer（卡爾邁耶）公司和Liba（利巴）公司作為世界上先進(jìn)的經(jīng)編機(jī)械生產(chǎn)商，其在多軸向經(jīng)編機(jī)領(lǐng)域的研究處于世界前列。早前，卡爾邁耶公司曾推出RS2DS型拉舍爾多軸向襯緯經(jīng)編機(jī)，該機(jī)器在編織多軸向織物時(shí), 織得的織物布面清晰，但因鋪線最多只能4層, 而且機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)速只有400r/min，生產(chǎn)效率低，現(xiàn)已淘汰[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，多軸向經(jīng)編機(jī)不斷推陳出新，現(xiàn)今常用的多軸向經(jīng)編機(jī)主要有卡爾邁耶公司的Malimo Multiaxial系列和利巴公司的Copcentra MAX 3 CNC系列，兩公司的機(jī)器在生產(chǎn)和設(shè)計(jì)方面各有千秋。
卡爾邁耶的Malimo Multiaxial型設(shè)備技術(shù)含量高，導(dǎo)紗梳櫛穩(wěn)定性的提高以及襯緯紗架的合理設(shè)計(jì)，使得機(jī)器的速度可達(dá)1400r/min，相應(yīng)的產(chǎn)量達(dá)到240m/h。成圈系統(tǒng)（如圖1所示）采用ST導(dǎo)紗片（針），有利于拉緊布面，也利于梳理和分開(kāi)襯經(jīng)紗，防止編織時(shí)刺傷纖維層。編織點(diǎn)的巧妙設(shè)計(jì)使得機(jī)器在對(duì)玻璃纖維進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，磨損少，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，適合襯入較厚的紗層[2]。該機(jī)的襯緯系統(tǒng)由伺服電機(jī)獨(dú)立傳動(dòng)，進(jìn)行襯緯紗之間的相互連接同時(shí)形成所需要的軌跡，襯緯紗的角度可在-45°到+45°之間變化，標(biāo)準(zhǔn)配置是六層，±45°/0°/90°，一層短切氈（機(jī)后），一層無(wú)紡布（機(jī)前），積極式的襯緯方式，使得布邊損耗較傳統(tǒng)機(jī)器（尤其是高速機(jī)器）少。同時(shí)，該機(jī)在生產(chǎn)碳纖維時(shí)，使用了帶有單紗張力補(bǔ)償裝置的特殊筒子架，緯紗引入織物時(shí)保證紗線平行而幾乎無(wú)損傷，張力較均勻[3]。隨著技術(shù)的進(jìn)一步提高，該機(jī)的產(chǎn)品范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，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(dòng)裝備等。 為了加快玻璃纖維復(fù)合材料市場(chǎng)的不斷發(fā)展以及滿足企業(yè)對(duì)馬里莫經(jīng)編機(jī)的大量需求，卡爾邁耶推出了Multiaxial系列的新一代多軸向經(jīng)編機(jī)Malitronic。該機(jī)設(shè)計(jì)新穎、合理，生產(chǎn)效率、操作性能和織物品質(zhì)達(dá)到前所未有的水平，深受各國(guó)青睞。