纺织复合材料应用：盒形织物设计与生产

□卢士艳 陈晓钢　中原工学院 英国曼彻斯特大学

随着纺织复合材料的广泛应用，对针织品的结构造型要求也越来越多样化，目前，世界上已开发出三维支形管织物、三维圆形壳织物、三维中空织物、三维实心体织物等。通过观察发现，很多机器设备的零件是盒形，如马达罩、机器设备的外壳等，盒子的形状是多种多样的：正方形、长方形、多盒结构、梯形台形等等。设计与生产盒形织物，将其作为纺织复合材料的增强材料，其应用前景非常广泛。

目前，生产三维织物的方法，主要有机织、针织、编结等方法，不同方法形成织物的原理不同，力学性能有所差异，机织三维织物具有生产效率高，结构稳定，有利于发挥纱线本身的强力。

三维支形管织物与三维中空织物均为机织物，其生产原理为采用不同层数的织物组合的方法形成，借鉴三维支形管织物与三维中空织物的生产方法，是否可以采用不同层数的织物组合的方法来设计与生产盒形织物？在此思路的启发下，经过反复思考与尝试，将盒形织物折叠，采用多层织物的织造原理，利用不同层数织物相组合的方法，完全可以设计与生产盒形织物。

从折叠模拟试验结果可以得出，满足这类尺寸要求的盒形织物，在设计时，除了合理设计织物的上机图之外，关键是要控制好织物的经、纬度，确保45°角，以保证织物为盒形。

如果经纬密之比为1︰1，要使三角区域织物呈45°，只需控制三角区的经纬纱按1︰1的比例向非三角区域过度。如果经纬密度不是1:1的话，可按照经纬纱密度之比，控制纬纱织入的根数，控制三角区域形成的角度为45°。盒子折叠后其双层织物区域存在沿经纬向呈现45°的双层或4层区域，即使盒子的尺寸很小，一般的凸轮开口织机及多臂开口织机，已经无法满足生产的要求，因此需要在提花织机上生产。

经过研究发现方形盒织物的设计主要可以分为两种情况：一种情况是方形盒织物底的长边大于等于2倍的高时，以采用双层织物的织造方法设计生产盒形织物；另一种情况是方形盒织物的高2倍大于方形盒织物底的长边时，可以采用4层折叠的方法设计生产盒形织物。同时对盒形织物在生产时需要注意的问题进行阐述，这样给设计和生产带来了一定的方便性。对于其他形状的盒子，可以在方形盒的基础上，同样采用折叠的方法，进行一些调整来设计。