AMRC将碳纤维编织提升到全新维度

谢菲尔德大学先进制造技术研究中心(AMRC)在成功获得资金招标碳纤维织物后，购买了3D织机和提花机，使用先进的纤维加工设备使碳纤维编织成为一种全新的高科技技术。新设备安装在合成中心，大约需要两个星期的时间来建造。随着时间的推移摄像机将记录复杂装配在每个阶段的照片。

编织是一种基本的工艺，能够使两条以上纱线在斜向或纵向互相交织形成整体结构的预成形体。这种工艺通常能够制造出复杂形状的预成形体，但其尺寸受设备和纱线尺寸的限制。在航空工业，目前该技术主要集中在编织的设备、生产和几何分析上，最终的目的是实现完全自动化生产，并将设备和工艺与CAD/CAM进行集成。为了克服二维编织厚度方面强度低的问题，开发了三维编织技术，为制造无余量预成形体提供了可能。但是该技术同样受到设备尺寸限制。

编织在航空航天工业的应用很有潜力。而采用经向针织技术，并与纤维铺放概念相结合，制造的多轴多层经向针织织物一般称为经编织物。这种材料由于不弯曲，因此纤维能以最佳形式排列。经编技术可以获得厚的多层织物且按照期望确定纤维方向，由于不需要铺放更多的层数，极大提高经济效益。国外目前已经能够在市场上获得各种宽幅的玻璃和碳纤维经编织物。国外航空航天工业部门正在研究将这种技术用于次承力和主承力构件，已经在飞机机翼桁条和机翼壁板上进行了验证，预计未来将在飞机制造中广泛应用。

除了3D织机和提花机外，复合中心还将配备许多其他新设备，其中包括编织系统、定制纤维放置、高温高压绕丝机、拼接机器人、拖曳扩展器和机器人末端执行器。这些将被用于制造预制件，并开发包括接合、自动化和浸渍在内的商业化的使能技术。

AMRC复合中心的纤维发展经理克里斯麦克休说：“3D织机和提花机为生产非常复杂的碳纤维预制件开辟了新的机会。它将把碳纤维编织推向一个新的维度。克里斯最近加入了AMRC复合中心，具有丰富的纺织经验和几十年的经验。早些时候，克里斯曾为多家顶尖开发实验室工作。克里斯补充说，“这种设备将在下一代航空航天和汽车用轻量化材料中发挥关键作用，采用多材料、多过程的预成型方法”。据克里斯介绍，将通过延时相机记录建造的每一个阶段的细节，这将是一个很好的工具，让人们看到建造这种大型设备所需的步骤。