本發(fā)明涉及三維織物及其織造技術(shù)，具體為一種2.5D類緞紋結(jié)構(gòu)織物的織造開口裝置及其織造方法。
背景技術(shù)：
：三維織物是采用獨(dú)特的三維紡織加工方法將連續(xù)纖維束按照一定規(guī)律在空間相互交織而形成的整體纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體。作為復(fù)合材料增強(qiáng)材料，三維織物像建筑物的鋼結(jié)構(gòu)框架一樣為復(fù)合材料構(gòu)件提供結(jié)構(gòu)骨架。三維織物是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ念A(yù)成型織物，它在整體上由結(jié)構(gòu)單元在二維或三維方向上重復(fù)排列組成，除了從結(jié)構(gòu)上強(qiáng)化復(fù)合材料外，還能實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的近凈形成型。三維織物最早的工程應(yīng)用是在碳/碳復(fù)合材料領(lǐng)域。McAllister和Lachman在其綜述文章中指出二十世紀(jì)六十年代，為了滿足航空工業(yè)對(duì)能夠承受多向機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力作用的高溫結(jié)構(gòu)材料的需要，最早研究的是采用二維雙向織物制備碳/碳復(fù)合材料。在隨后的十年中，探索了多種方法以提高碳/碳復(fù)合材料的層間和面內(nèi)力學(xué)性能，復(fù)合材料增強(qiáng)材料結(jié)構(gòu)形式從二維發(fā)展到三維，三維織物在厚度方向有增強(qiáng)纖維的存在，被認(rèn)為是提高復(fù)合材料彎曲性能、層間性能、沖擊性能和疲勞等性能的最為有效的方法，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)制造的技術(shù)關(guān)鍵。航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)高損傷容限三維織物增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)烈需求牽引著三維織物織造技術(shù)的發(fā)展，采用三維機(jī)織物作為復(fù)合材料風(fēng)扇葉片的增強(qiáng)材料能夠大大提高葉片的沖擊損傷容限，提升葉片的成型性和綜合力學(xué)性能。作為三維機(jī)織物的重要一員，層層角聯(lián)鎖織物(layer-to-layerangleinterlockedfabric)也稱之為2.5D結(jié)構(gòu)織物，它是由一系列伸直的緯紗和屈曲的經(jīng)紗構(gòu)成，經(jīng)紗捆綁相鄰兩“層”緯紗，將多層緯紗連成一個(gè)穩(wěn)定的不分層的整體結(jié)構(gòu)，相鄰“層”紗線的連接保持了織物整體結(jié)構(gòu)。2.5D織物增強(qiáng)復(fù)合材料最大的特點(diǎn)是，表面加工或者損傷后，材料內(nèi)部厚度方向仍然有完整的纖維連接。2.5D結(jié)構(gòu)織物有三種變化的組織結(jié)構(gòu)，即2.5D平紋結(jié)構(gòu)、2.5D斜紋結(jié)構(gòu)和2.5D緞紋結(jié)構(gòu)。目前，只有2.5D平紋織物比較常見。為了最大限度地發(fā)揮纖維的固有特性，在2.5D結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，沿經(jīng)向和z向(織物厚度方向)引入或同時(shí)引入伸直的紗線，形成多種衍生結(jié)構(gòu)，例如，經(jīng)向增強(qiáng)和法向增強(qiáng)2.5D平紋織物。普通多層經(jīng)紗三維織機(jī)可以織造多種2.5D平紋結(jié)構(gòu)織物?？椩?.5D平紋結(jié)構(gòu)織物時(shí)所有參與織造的經(jīng)紗列被分為兩個(gè)組，要完成一次完整的織造循環(huán)需要兩次完整的引緯過程，并且每次引緯前的開口工序比較簡(jiǎn)單，由綜框升降達(dá)到等高度錯(cuò)位狀態(tài)就可形成織造所需開口，專利CN202380169U所述三維織機(jī)能夠生產(chǎn)2.5D平紋結(jié)構(gòu)織物。2.5D緞紋結(jié)構(gòu)織物相鄰兩根經(jīng)紗上的單獨(dú)組織點(diǎn)間距較遠(yuǎn)，獨(dú)立且互不連續(xù)，并按照一定的順序排列。2.5D緞紋外觀與平紋、斜紋都不相同，經(jīng)緯紗交織的次數(shù)最少。在每層兩個(gè)相鄰經(jīng)(緯)組織點(diǎn)之間，緯(經(jīng))紗連續(xù)浮在幾根經(jīng)紗的上面，有較長(zhǎng)的緯(經(jīng))紗“浮長(zhǎng)線”，因而，2.5D緞紋織物表面平滑勻整，具有優(yōu)秀的變形性能、整體性能和浸漬潤(rùn)濕性，是等厚或變厚度曲面復(fù)合材料構(gòu)件預(yù)成型體的理想選擇，例如發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合材料葉片。2.5D類緞紋是一種2.5D緞紋織物，兩者在都具有較長(zhǎng)浮長(zhǎng)線結(jié)構(gòu)，但在經(jīng)緯紗交織結(jié)構(gòu)上有一些差別。圖33為最小循環(huán)數(shù)為8的2.5D類緞紋織物表面紋路結(jié)構(gòu)，黑色格子為經(jīng)組織點(diǎn)，白色格子為緯組織點(diǎn)，圖34為最小循環(huán)數(shù)為8的2.5D緞紋織物表面紋路結(jié)構(gòu)；兩種織物表面紋路中都具有較長(zhǎng)緯浮長(zhǎng)線，但2.5D類緞紋經(jīng)組織點(diǎn)分布規(guī)律與2.5D緞紋結(jié)構(gòu)不同。圖35為5層2.5D類緞紋織物三維結(jié)構(gòu)示意圖，圖36為5層2.5D緞紋織物三維結(jié)構(gòu)示意圖，圖中曲線代表經(jīng)紗、直線代表緯紗；兩種結(jié)構(gòu)都具有2.5D層層交聯(lián)結(jié)構(gòu)，但兩種結(jié)構(gòu)經(jīng)緯紗紗線排布和交織結(jié)構(gòu)的不同，導(dǎo)致2.5D緞紋中經(jīng)向纖維體積含量明顯少于2.5D類緞紋織物，在層數(shù)較少的2.5D緞紋織物中尤為明顯，但隨著層數(shù)增加這種差異會(huì)逐漸減小。2.5D類緞紋織物相鄰兩列緯紗相互嵌入，相鄰緯紗嵌入結(jié)構(gòu)影響了經(jīng)紗捆綁緯紗結(jié)構(gòu)，使捆綁緯紗層數(shù)大大減小并降低經(jīng)紗與經(jīng)向的夾角。由于緯紗互相嵌入，2.5D類緞紋織物中緯紗平面層數(shù)多余其它2.5D結(jié)構(gòu)織物，致使2.5D類緞紋織物一個(gè)緯紗平面內(nèi)經(jīng)緯交織點(diǎn)是2.5D緞紋織物的一半，且織物整體變形能力比2.5D緞紋織物更好。盡管有文獻(xiàn)(Khokar，in1997)提出了2.5D織物有三種變化組織結(jié)構(gòu)，但沒有文獻(xiàn)和專利涉及2.5D類緞紋織物的織造方法。2.5D類緞紋織物中經(jīng)緯紗交織間隔幅度大，需要大量的綜頁來完成織造的開口工序，對(duì)于多綜框三維織機(jī)，綜框數(shù)目過多增加了綜頁的間距，綜頁之間的間距使所有經(jīng)紗開口分層受到嚴(yán)重限制，大大增加織造難度。目前普通三維織機(jī)開口機(jī)構(gòu)很難完成2.5D類緞紋織物織造。鑒于此，本專利提出在普通三維織機(jī)上，安裝能夠?qū)崿F(xiàn)2.5D類緞紋織物經(jīng)緯紗交織的新型開口裝置，織造2.5D類緞紋結(jié)構(gòu)織物。通過運(yùn)用增減紗原理，可以織造變幅寬、變厚度的2.5D類緞紋織物。此外，通過設(shè)計(jì)經(jīng)紗組排列、經(jīng)緯紗交織規(guī)律和引緯方式可以織造2.5D平紋、斜紋和緞紋織物。因此，本發(fā)明所述2.5D類緞紋結(jié)構(gòu)織造開口裝置和織造方法具有織造多種2.5D結(jié)構(gòu)織物的能力，大大提高織造效率，降低2.5D緞紋和類短文織物生產(chǎn)成本。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：現(xiàn)有的三維織機(jī)在織造緞紋織物時(shí)很難形成有效清晰開口，對(duì)于織造具有較長(zhǎng)浮長(zhǎng)線的2.5D類緞紋織物更難在三維織機(jī)上形成開口，本發(fā)明要解決現(xiàn)有設(shè)備不能夠有效織造具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)2.5D類緞紋織物的問題。此外，提供能夠織造一種渦扇葉片用2.5D類緞紋三維織物的織造方法，能夠織造在經(jīng)緯向具有優(yōu)秀變形能力的2.5D類緞紋織物，適宜作為渦輪風(fēng)扇葉片織物的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，并且簡(jiǎn)化了織造方法，節(jié)省了時(shí)間和人力，為批量生產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)。在下文中，經(jīng)紗陣列為所有參與織造的經(jīng)紗形成的m×n的矩形陣列；經(jīng)紗列為穿入同一根綜絲的一列經(jīng)紗；經(jīng)紗組為具有相同升降規(guī)律的一組經(jīng)紗列，用分組棒對(duì)經(jīng)紗列進(jìn)行分組。本發(fā)明所述用于渦扇葉片用2.5D類緞紋三維織物織造的設(shè)備是對(duì)現(xiàn)有的三維織機(jī)進(jìn)行改造，其主體框架與三維織機(jī)相同，主要是對(duì)三維織物的開口機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造，使其適宜于2.5D類緞紋織物及其它類型的2.5D織物織造。開口機(jī)構(gòu)由五部分組成分組棒、位移裝置、綜絲、綜絲固定裝置和綜絲限制裝置。各組件如下：(1)分組棒：直徑為5mm，長(zhǎng)度為2m的不銹鋼棒材；將參加交織的所有經(jīng)紗列進(jìn)行分組，參照組織結(jié)構(gòu)最小循環(huán)數(shù)N，將所有經(jīng)紗列中具有相同交織規(guī)律的經(jīng)紗列分為一組，共分為N組，此外能夠保證具有相同位置的綜絲眼處于同一水平高度；(2)位移裝置：是一種目字形裝置，長(zhǎng)度為60～70cm，寬度為15cm，一個(gè)位移動(dòng)程為5cm，可以將分組棒依次提升放入目字裝置小格中實(shí)現(xiàn)等動(dòng)程升降功能；通過分組棒控制具有相同組數(shù)經(jīng)紗列的升降；按規(guī)律升降相應(yīng)經(jīng)紗組后，使所有經(jīng)紗列形成織造渦扇葉片用2.5D類緞紋三維織物的開口；(3)綜絲：是一種多孔眼綜絲，相鄰綜絲眼之間的距離為5cm，眼數(shù)為20～50個(gè)，能保證所有參與織造的經(jīng)紗穿過綜絲眼，使所有經(jīng)紗形成清晰分層；(4)綜絲固定裝置：一組約束綜絲只能在上下方向活動(dòng)的條狀多孔裝置，分為上下兩個(gè)部分，能將綜絲固定起來只能在豎直方向移動(dòng)，并將織造所需所有綜絲約束在同一平面內(nèi)；(5)綜絲限制裝置：長(zhǎng)度為1.1～1.2m的一種彈力裝置；限制綜絲在各自的豎直位移通道內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)，防止相鄰綜絲間纏結(jié)。在具有此開口機(jī)構(gòu)的三維織機(jī)上，用運(yùn)如下步驟織造2.5D類緞紋織物，具體步驟為：(1)在三維織機(jī)上，所有經(jīng)紗穿過多孔綜絲并固定在攜紗器上，形成一個(gè)m×n的矩形陣列；相鄰兩個(gè)經(jīng)紗列紗線數(shù)差一根，以m、m-1間隔排列；(2)用分組棒連接多孔綜絲，對(duì)所有經(jīng)紗列進(jìn)行分組，參照組織結(jié)構(gòu)最小循環(huán)數(shù)N，將經(jīng)紗列分為N組；同一經(jīng)紗組中的經(jīng)紗具有相同的升降規(guī)律；(3)依照織物組織結(jié)構(gòu)將特定經(jīng)紗組先后提升兩次，形成有效清晰開口；開口具體可以分為兩類，如下所述：1)控制分組棒和位移裝置進(jìn)行如下步驟：①、將特定經(jīng)紗組提升一個(gè)動(dòng)程，形成一個(gè)有效的清晰織口；②、將①中已提經(jīng)紗組和其余特定的經(jīng)紗組提升一個(gè)動(dòng)程，形成剩余m個(gè)有效織口；兩次提升后所有經(jīng)紗組共形成m+1個(gè)有效開口，這些開口具有清晰的分層；2)控制分組棒和位移裝置進(jìn)行如下步驟：①、將特定經(jīng)紗組提升一個(gè)動(dòng)程，形成一個(gè)有效的清晰織口；②、將①中已提經(jīng)紗組和其余特定的經(jīng)紗組提升一個(gè)動(dòng)程形成剩余m-1個(gè)有效織口；兩次提升后所有經(jīng)紗組共形成m個(gè)有效開口，并且這些開口具有清晰的分層；第二次提升是基于第一次提升；(4)在清晰開口中引入緯紗，將提升的經(jīng)紗回降至初始位置形成經(jīng)緯紗交織，打緯完成一緯織造；(5)重復(fù)N次步驟(3)、(4)可完成織物一個(gè)織造循環(huán)。本發(fā)明專利用特殊的開口裝置和織造方法能實(shí)現(xiàn)一種渦扇葉片用2.5D類緞紋三維織物的織造。開口裝置在織造仝過程中能保證所有經(jīng)紗形成清晰的開口，利用開口裝置分兩次提起開口對(duì)應(yīng)的經(jīng)紗，形成織造所需有效的清晰開口，在形成有效的清晰開口中可以引入緯紗，達(dá)到交織效果。還可依照結(jié)構(gòu)升降對(duì)應(yīng)經(jīng)紗組，實(shí)現(xiàn)其它2.5D結(jié)構(gòu)織物織造，如平紋、斜紋和緞紋2.5D織物。應(yīng)用本專利設(shè)備和方法織所織渦扇葉片用2.5D類緞紋織物具有特殊結(jié)構(gòu)，與其它2.5D織物最大不同之處是經(jīng)緯紗都具有屈曲狀態(tài)，并且屈曲程度小于其它2.5D織物，織物所具有的浮長(zhǎng)線使紗線能夠在經(jīng)緯向和厚度方向能夠進(jìn)行小范圍的移動(dòng)，這賦予此織物具有良好的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形能力。附圖說明圖1為本發(fā)明三維織機(jī)裝置右視示意圖。圖1中，a為牽引卷取裝置、b為打緯裝置、c為經(jīng)紗、d為位移裝置、e為分組棒、f為綜絲、g為綜絲固定裝置、h為張力控制裝置、i為綜絲限制裝置、j經(jīng)紗引導(dǎo)裝置、o為一個(gè)位移動(dòng)程距離、P為三維織機(jī)外圍結(jié)構(gòu)。圖2為本發(fā)明三維織機(jī)裝置前視示意圖。圖2中，b為打緯裝置、e為分組棒、f為綜絲、g為綜絲固定裝置、h為張力控制裝置、i為綜絲限制裝置、j經(jīng)紗引導(dǎo)裝置、k為綜絲眼。圖3一個(gè)m×N的開口循環(huán)經(jīng)紗陣列。圖4、5為第一類開口過程示意圖。圖6、7為第二類開口過程示意圖。圖8為一個(gè)完整循環(huán)經(jīng)紗排列圖，圖中數(shù)字1～8分別代表八個(gè)經(jīng)紗組。圖9、10、11為完成第一緯織造時(shí)經(jīng)緯紗運(yùn)動(dòng)的全過程，其中A1～A5表示五個(gè)有效的清晰開口，9代表引入織口的緯紗。圖12、13、14為完成第二緯織造時(shí)經(jīng)緯紗運(yùn)動(dòng)的全過程，其中B1～B4表示四個(gè)有效的清晰開口，10代表引入織口的緯紗。圖15、16、17為完成第三緯織造時(shí)經(jīng)緯紗運(yùn)動(dòng)的全過程，其中C1～C5表示五個(gè)有效的清晰開口，11代表引入織口的緯紗。圖18、19、20為完成第四緯織造時(shí)經(jīng)緯紗運(yùn)動(dòng)的仝過程，其中D1～D4表示四個(gè)有效的清晰開口，12代表引入織口的緯紗。圖21、22、23為完成第五緯織造時(shí)經(jīng)緯紗運(yùn)動(dòng)的全過程，其中E1～E5表示五個(gè)有效的清晰開口，13代表引入織口的緯紗。圖24、25、26為完成第六緯織造時(shí)經(jīng)緯紗運(yùn)動(dòng)的仝過程，其中F1～F4表示四個(gè)有效的清晰開口，14代表引入織口的緯紗。圖27、28、29為完成第七緯織造時(shí)經(jīng)緯紗運(yùn)動(dòng)的仝過程，其中G1～G5表示五個(gè)有效的清晰開口，15代表引入織口的緯紗。圖30、31、32為完成第八緯織造時(shí)經(jīng)緯紗運(yùn)動(dòng)的仝過程，其中H1～H4表示四個(gè)有效的清晰開口，16代表引入織口的緯紗。圖33、34分別為2.5D類緞紋織物和2.5D緞紋織物表面紋路。圖35、36分別為2.5D類緞紋織物和2.5D緞紋織物三維結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式織造前準(zhǔn)備階段：以碳纖維為原材料，以一根綜絲穿m根經(jīng)紗、一根綜絲穿m-1根經(jīng)紗間隔穿綜，形成一個(gè)m×n的矩形陣列。穿綜完畢后，沿緯紗方向?qū)λ薪?jīng)紗列以1～N為循環(huán)進(jìn)行編號(hào)，用分組棒連接綜絲進(jìn)行分組，將號(hào)數(shù)相同的經(jīng)紗列分為一組，共分為N組；分組完畢后，將分組棒置入目字位移裝置，如圖1所示；分組棒和經(jīng)紗列的編號(hào)一致，升降分組棒就可以控制具有相同編號(hào)經(jīng)紗列的位置。調(diào)整張力控制裝置，確保所有參與織造的經(jīng)紗在初始狀態(tài)形成m-1個(gè)清晰分層，分層效果如圖1所示。調(diào)整綜絲限制裝置和綜絲固定裝置，確保所有參與織造的綜絲能夠在豎直方向移動(dòng)，并且不互相交纏?？椩祀A段：如圖3中所示，m×N陣列是一個(gè)開口循環(huán)單元，也是經(jīng)紗在三維織機(jī)上的初始狀態(tài)?？椢锝M織結(jié)構(gòu)和經(jīng)紗陣列決定織造2.5D類緞紋織物時(shí)，開口具體可以分為兩類，織造過程如下所述：第一類開口?？刂品纸M棒和位移裝置進(jìn)行如下步驟：①、如圖(4)所示，將特定經(jīng)紗組提升一個(gè)動(dòng)程，形成一個(gè)有效的清晰織口1；②、如圖(5)所示將①中提升的經(jīng)紗組和其余特定的經(jīng)紗組再提升一個(gè)動(dòng)程，形成有效織口2～m+1；兩次提升后所有經(jīng)紗組共形成m+1個(gè)有效開口，并且這些開口高度一致具有清晰的分層.第二類開口?？刂品纸M棒和位移裝置進(jìn)行如下步驟：①、如圖(6)所示，將特定經(jīng)紗組提升一個(gè)動(dòng)程，形成有效的清晰織口1；②、如圖(7)所示將①中提升的經(jīng)紗組和其余特定的經(jīng)紗組再提升一個(gè)動(dòng)程，形成有效織口2～m；兩次提升后所有經(jīng)紗組共形成m個(gè)有效開口，并且這些開口高度一致具有清晰的分層；一次完整的開口的工序?yàn)椋撼跏紶顟B(tài)→經(jīng)紗組第一次提升→經(jīng)紗組第二次提升→引緯→打緯→經(jīng)紗列回降至初始狀態(tài)?？椩煲粋€(gè)完整的循環(huán)，需要完成N次開口工序，重復(fù)開口、打緯工序可完成2.5D類緞紋的織造。實(shí)施例三維織物的結(jié)構(gòu)由織物中經(jīng)緯紗的交織關(guān)系所決定的，也就是說，在織物織造過程中，升降不同的經(jīng)紗列形成的開口能織造不同結(jié)構(gòu)的織物。本專利所述的開口工藝是在特殊排列的經(jīng)紗組下，升降不同經(jīng)紗列，分兩次提升實(shí)現(xiàn)織造2.5D類緞紋織所需開口。在實(shí)施例中描述最小循環(huán)數(shù)N為8的一種4層2.5D類緞紋織物的織造仝過程，織物參數(shù)見表1，此方法也適用于最小循環(huán)數(shù)為N的2.5D緞紋織物的織造?？椩烨皽?zhǔn)備階段：1、以碳纖維為原材料，以一根綜絲穿4根紗線、一根綜絲穿3根紗線間隔穿綜，形成4×n的陣列；圖8所示的4×8陣列是4×n中的一個(gè)循環(huán)，其中圓內(nèi)的標(biāo)號(hào)是每個(gè)列經(jīng)紗所在經(jīng)紗組的編號(hào)，編號(hào)為1～8。2、穿綜完畢后將所有經(jīng)紗列分為8組，將具有相同標(biāo)號(hào)經(jīng)紗列通過綜絲固定在分組棒上，分組棒與所固定經(jīng)紗列的編號(hào)相同，此時(shí)所有經(jīng)紗列都具有各自的編號(hào)，如圖3所示。等動(dòng)程升降分組棒就可以等動(dòng)程升降分組棒所控制的經(jīng)紗列。3、調(diào)整張力控制裝置，確保所有參與織造的經(jīng)紗形成清晰的4個(gè)經(jīng)紗層，分層效果如圖1所示。4、調(diào)整綜絲限制裝置和綜絲固定裝置，確保所有參與織造的綜絲能夠在豎直方向移動(dòng)，并且不互相交纏?？椩祀A段：全部織造過程中，所有經(jīng)紗組會(huì)依次形成A、B、C、D、E、F、G和H八種開口；共分為兩類，A、C、E和G為一類，B、D、F和H為一類；形成有效開口后分別引入連續(xù)的緯紗。所有經(jīng)紗在準(zhǔn)備階段處理后如圖8在三維織機(jī)上排列，圖8中經(jīng)紗的排列狀態(tài)稱為初始狀態(tài)，一次完整的開口的工序?yàn)椋撼跏紶顟B(tài)→經(jīng)紗列第一次提升→經(jīng)紗列第二次提升→引緯→打緯→經(jīng)紗列回降至初始狀態(tài)。下面依次介紹八類開口的開口方法：A開口：通過分組棒和位移裝置將1號(hào)經(jīng)紗組提升一個(gè)動(dòng)程，如圖9所示，使1號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成一個(gè)動(dòng)程差，并產(chǎn)生一個(gè)有效的清晰開口A1；通過分組棒和位移裝置將1、4、5、6和7號(hào)經(jīng)紗組再提升一個(gè)動(dòng)程，如圖10所示，1號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成兩個(gè)動(dòng)程差，4、5、6和7號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成一個(gè)動(dòng)程差，并產(chǎn)生有效的清晰織口A2、A3、A4和A5；兩次提經(jīng)紗組升共形成五個(gè)有效的清晰開口。A開口引緯：兩次分別提升對(duì)應(yīng)經(jīng)紗組后形成A1～A5五個(gè)有效的清晰開口，圖11中9代表引入A類織口的緯紗，將9號(hào)緯紗按圖中順序依次引入五個(gè)有效的清晰開口中，打緯完成第一緯織造。B開口：通過分組棒和位移裝置將1、5和6號(hào)經(jīng)紗組提升一個(gè)動(dòng)程，如圖12所示，使1、5和6號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成一個(gè)動(dòng)程差，并產(chǎn)生一個(gè)有效的清晰開口B1；通過分組棒和位移裝置將1、2、3、4、5、6和7號(hào)經(jīng)紗組再提升一個(gè)動(dòng)程，如圖13所示，1、5、6號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成兩個(gè)動(dòng)程差，2、3、4和7號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成一個(gè)動(dòng)程差，并產(chǎn)生有效織口B2、B3和B4；兩次提升經(jīng)紗組共形成四個(gè)有效的清晰開口。B開口引緯：兩次分別提升對(duì)應(yīng)經(jīng)紗組后形成B1～B4四個(gè)有效的清晰開口，圖14中10代表引入B類織口的緯紗，將10號(hào)緯紗按圖中順序依次引入四個(gè)有效的清晰開口中，打緯完成第二緯織造。C開口：通過分組棒和位移裝置將5號(hào)經(jīng)紗組提升一個(gè)動(dòng)程，如圖15所示，使5號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成一個(gè)動(dòng)程差，并產(chǎn)生一個(gè)有效的清晰開口C1；通過分組棒和位移裝置將1、2、3、5和6號(hào)經(jīng)紗組再提升一個(gè)動(dòng)程，如圖16所示，5號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成兩個(gè)動(dòng)程差，1、2、3和6號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成一個(gè)動(dòng)程差，并產(chǎn)生有效織口C2、C3、C4和C5；兩次提升經(jīng)紗組共形成五個(gè)有效的清晰開口。C開口引緯：兩次分別提升對(duì)應(yīng)經(jīng)紗組后形成C1～C5五個(gè)有效的清晰開口，圖17中11代表引入C類織口的緯紗，將11號(hào)緯紗按圖中順序依次引入五個(gè)有效的清晰開口中，打緯完成第三緯織造。D開口：通過分組棒和位移裝置將2、3和5號(hào)經(jīng)紗組提升一個(gè)動(dòng)程，如圖18所示，使2、3和5號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成一個(gè)動(dòng)程差，并產(chǎn)生一個(gè)有效的清晰開口D1；通過分組棒和位移裝置將1、2、3、5、6、7和8號(hào)經(jīng)紗組再提升一個(gè)動(dòng)程，如圖19所示，2、3和5號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成兩個(gè)動(dòng)程差，1、6、7和8號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成一個(gè)動(dòng)程差，并產(chǎn)生有效織口D2、D3和D4；兩次提升經(jīng)紗列共形成四個(gè)有效的清晰開口。D開口引緯：兩次分別提升對(duì)應(yīng)經(jīng)紗組后形成D1～D4四個(gè)有效的清晰開口，圖20中12代表引入D類織口的緯紗，將12號(hào)緯紗按圖中順序依次引入四個(gè)有效的清晰開口中，打緯完成第四緯織造。E開口：通過分組棒和位移裝置將3號(hào)經(jīng)紗組提升一個(gè)動(dòng)程，如圖21所示，使3號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成一個(gè)動(dòng)程差，并產(chǎn)生一個(gè)有效的清晰開口E1；通過分組棒和位移裝置將2、3、5、7和8號(hào)經(jīng)紗組再提升一個(gè)動(dòng)程，如圖22所示，3號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成兩個(gè)動(dòng)程差，2、5、7和8號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成一個(gè)動(dòng)程差，并產(chǎn)生有效織口E2、E3、E4和E5；兩次提升經(jīng)紗組共形成五個(gè)有效的清晰開口。E開口引緯：兩次分別提升對(duì)應(yīng)經(jīng)紗組后形成E1～E5五個(gè)有效的清晰開口，圖23中13代表引入E類織口的緯紗，將13號(hào)緯紗按圖中順序依次引入五個(gè)有效的清晰開口中，打緯完成第五緯織造。F開口：通過分組棒和位移裝置將3、7和8號(hào)經(jīng)紗組提升一個(gè)動(dòng)程，如圖24所示，使3、7和8號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成一個(gè)動(dòng)程差，并產(chǎn)生一個(gè)有效的清晰開口F1；通過分組棒和位移裝置將1、2、3、4、5、7和8號(hào)經(jīng)紗組再提升一個(gè)動(dòng)程，如圖25所示，3、7和8號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成兩個(gè)動(dòng)程差，1、2、4和5號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成一個(gè)動(dòng)程差，并產(chǎn)生有效織口F2、F3和F4；兩次提升經(jīng)紗組共形成四個(gè)有效的清晰開口。F開口引緯：兩次分別提升對(duì)應(yīng)經(jīng)紗組后形成F1～F4四個(gè)有效的清晰開口，圖26中14代表引入F類織口的緯紗，將14號(hào)緯紗按圖中順序依次引入四個(gè)有效的清晰開口中，打緯完成第六緯織造。G開口：通過分組棒和位移裝置將7號(hào)經(jīng)組列提升一個(gè)動(dòng)程，如圖27所示，使7號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成一個(gè)動(dòng)程差，并產(chǎn)生一個(gè)有效的清晰開口G1；通過分組棒和位移裝置將1、3、4、7和8號(hào)經(jīng)紗組再提升一個(gè)動(dòng)程，如圖28所示，7號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成兩個(gè)動(dòng)程差，1、3、4和8號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成一個(gè)動(dòng)程差，并產(chǎn)生有效織口G2、G3、G4和G5；兩次提升經(jīng)紗組共形成五個(gè)有效的清晰開口。G開口引緯：兩次分別提升對(duì)應(yīng)經(jīng)紗組后形成G1～G5五個(gè)有效的清晰開口，圖29中15代表引入G類織口的緯紗，將15號(hào)緯紗按圖中順序依次引入五個(gè)有效的清晰開口中，打緯完成第七緯織造。H開口：通過分組棒和位移裝置將1、4和7號(hào)經(jīng)紗組提升一個(gè)動(dòng)程，如圖30所示，使3、7和8號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成一個(gè)動(dòng)程差，并產(chǎn)生一個(gè)有效的清晰開口F1；通過分組棒和位移裝置將1、3、4、5、6、7和8號(hào)經(jīng)紗組再提升一個(gè)動(dòng)程，如圖31所示，1、4和7號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成兩個(gè)動(dòng)程差，3、5、6和8號(hào)經(jīng)紗組與未動(dòng)經(jīng)紗組形成一個(gè)動(dòng)程差，并產(chǎn)生有效織口H2、H3和H4；兩次提升經(jīng)紗組共形成四個(gè)有效的清晰開口。H開口引緯：兩次分別提升對(duì)應(yīng)經(jīng)紗組后形成H1～H4四個(gè)有效的清晰開口，圖32中16代表引入H類織口的緯紗，將16號(hào)緯紗按圖中順序依次引入四個(gè)有效的清晰開口中，打緯完成第八緯織造。圖9～32為最小循環(huán)數(shù)為8的一個(gè)完整織造循環(huán)過程，重復(fù)上述8類開口，就可以完成整個(gè)織物的織造。對(duì)于織造其它任意厚度的2.5D結(jié)構(gòu)三維織物，只需增加經(jīng)紗層數(shù)、重新設(shè)計(jì)經(jīng)紗列的排列、提升次數(shù)和提升動(dòng)程以及織造參數(shù)就可達(dá)到織造的目的。表1原材料碳纖維織物尺寸(mm)200×100×2紗線規(guī)格經(jīng)紗：6K緯紗6K織物密度經(jīng)密：8根/cm緯密：6根/cm扣號(hào)40齒/10cm經(jīng)緯紗層數(shù)4層80列織物厚度2mm當(dāng)前第1頁1 2 3