3d化的机织、针织和无纺织物

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1、3D化的机织、针织和无纺织物　　D的不同之处在于深度。长度、宽度和厚度或被称之为深度，这是人的视觉产生的三个维度。无巧不成书，三维已成为整个纺织行业中最新最显著的特征。其厚度的特异性就在于有别于传统的2D针织、编织和无纺布。可以这样说，世界上几乎所有物品都具有长度、宽度和深度。但当传统的机织、针织、非织造织物与人造的长度和宽度相比，第三维度看似变得无足轻重，因为，在过去的20年间，工程师和设计师们深入研发2D纺织品，其中的厚度也越来越变化多样。即使这样，3D纺织品也在悄无声息地出现，特别是复合材料工业领域，目前它又在向其他技术领域拓展，如横机或多

2、款服装市场。　　说得更清楚些，关于长度和宽度，3D织物对深度或显著的形状都有个非常明确的概念，每种都具有视觉明显的可衡量性。不过，在真实的3D织物里，无论是机织、针织或无纺布的结构，深度必须充分纳入整个纺织结构，通过设计、工程和制造工艺而形成。鉴于这一定义，3D织物的深度并不是添加组件或多个层被缝合或胶合或在已完成的基本织物后组装在一起。5　　事实上，概念上的3D纺织品或3D织物结构已存在了很长的时间。大多数情况下，人们只是不承认或没有这种提法罢了。通常情况下，纺织制造工艺具有广度，已有多种方法生产3D纺织品。每个过程提供的属性部分类似于传统的二

3、维固有特性。一般情况下，3D编织具备拉伸性和一致性，3D机织也能提供稳定性和均匀性。3D无纺布能批量生产且能控制密度。当提花系统纳入机织或针织面料制造设备时，它大大增加了个性操控性和稳定性。因此，它虽然错综复杂，却可实现复杂机织或针织物的形状、图案和几何图形。　　在纺织结构中加入第三维并使其贯穿全部，这就通过纱经纬纱形成明显的3D维度，它几乎摆脱了传统纺织技术的局限，直接增强和改进了产品的性能。工程师或设计师几乎可以想象，这种强化产品，从非常复杂且完全过时的单件服装到复合材料预制件，其范围涵盖之广是前所未有的。在多维纱线系统中，它通过深度或“Z”

4、方向允许设计人员创建复杂的工程结构，或创建目标并设定减轻或弱化应力集中区，增强其拉伸性并支持其他基本的设计特点。这种可能性远非毫无止境，但相当多的应用工程师和设计师，他们代表了广泛的行业和分类市场，正探索着3D纺织提供的潜在机会。　　3D的诸多可能性　　3D纺织应用领域远远超越了传统。在诸多情况下，它重量轻、强度高，是3D纺织品有效利用率提升的主要动因。3D在航空航天、军事和汽车，其减轻的重量可直接转化为提高能源效率的推手，且还能提高性能，因此它要成为工业领域的领头羊，也要引领其他工业和技术。5　　诸多领域也同样使用了3D纺织品。在许多主要成分是

5、金属的复合产品上，3D编织技术已在减轻重量上表现出具有同等或更好的性能。如，美国CFM公司开发制造的喷气发动机家族，即其中的扇叶片就使用了3D纺织物，它大大减轻了产品重量。又如，法国赛峰集团和费尔菲尔德均利用了3D纺织产品，美国通用电气公司研发的新型喷气式发动机扇叶片也采用了3D纺织物。3D编织碳纤维复合材料风扇叶片等部件促使发动机总成燃油效率提高近15%。　　3D机织物的应用　　3D织物的应用领域越来越广泛，复合材料的高能见度和多功能也备受人们推崇，3D纺织在应用到更广泛的领域时创建了向下滴流效应。这个术语虽然陌生，但它实实在在已进入一个崭新的

6、领域。随着知识的积累，提高识别和使用数据库的3D纺织品也促进了技术人员采用这项整体技术的信心，从而被广泛地接受和自我成长。　　密集编织的三维织物非常适用于复合材料的应用，它能在设计及编程中充分实现自身的价值，还能控制纤维铺放的三维编织技术，也可创造不同的横截面形状包括“T”“L”“F”“+”以及完全集成的结构预制件，即不同截面形状和5～125毫米的厚度和织坯均可生产。　　如果高强度和轻盈性是3D织物发展的主要驱动因素，即使它不是其他应用的主要驱动力，接下来它需要强化的肯定是其他性能。工程师和设计师现在所研究的3D纺织品仅作为一种工具用以应对复杂的

7、技术挑战并使其从设计研究中获益。应用范围的扩大和大众化普及的提高，它使设计和工程工具更有效率，从而让我们更好地了解如何把3D纺织品再弄上一个台阶。加上三维纺织品的先天优势，带有个性化的纤维的定位和定制的3D纤维制品均能派上很多用场。　　3D编织技术的应用5　　无论是经纱还是纬纱3D编织法，它们都提供了令人难以置信的设计工程多功能性。虽然一些3D编织的应用可涉及刚性复合材料，但使用的绝大多数是软性产品。一般情况下，经编通常可创建比纬编更稳定的织物，纵横交错的循环技术又创造了天然的柔软性、批量化和整合性。因此，3D机织往往又能提供3D的密集性和硬度，

8、3D编织常常表现出固有的柔韧性、灵活性和弹性。多方向拉伸以及复原性，厚度和密度及重量均可设计成或设计出3D针织面料。更不要说，对一些设计