二、工业织材的发展现状
工业织材的技术与装备在全球还处于起步和发展阶段,我国在民用领域的广阔应用前景可实现工业织材的跨越式发展,并可为航空航天、国防军工等领域的发展打下坚实的基础 。下面按照机织、针织、编织、非织等工艺分别介绍工业织材的国内外发展情况 。
(一) 机织工业织材
机织工业织材有单层机织物、多层机织物、三维机织物等,如碳纤维的单层、双层中空、角联锁结构、管状机织物等 。
国外生产企业主要有日本东丽株式会社、日本东邦 Tenax 公司、英国福瑞斯国际集团、瑞典 Biteam AB 公司、美国 3TEX 公司等,产品主要应用于航空航天、汽车工业、医疗器械、交通运输等领域 。
国内的生产企业主要有南京玻璃纤维研究院、江苏天鸟高新技术股份有限公司、威海拓展纤维有限公司、吉林市神舟炭纤维有限责任公司、四川省新万兴碳纤维复合材料有限公司等,产品主要用于航空航天、轨道交通、新能源、工程车辆、船舶与海洋工程、建筑补强等;浙江理工大学研制的立体织造设备能够织造三维正交、三维角联锁以及三维层对层织物等结构的立体机织物,可实现全平面织物厚度连续变化,相关产品可应用于高性能叶片类构件、外科植入体以及空间结构等 。目前,我国已研发了多种三维织材技术装备,具备包括材料设计、纺织预成型、树脂基复合成型等全过程技术的研发能力,产品已应用于我国航空航天领域 。三维机织材料在民用基础结构、陆地运输等行业有广泛应用前景 。
(二)针织工业织材
针织工业织材有轴向经编结构材料、三维间隔经编结构材料、网眼结构经编材料、纬编结构材料等 。
国外设备生产企业主要有德国卡尔迈耶(Karl Mayer)公司、德国利巴(Liba)公司等,其设备所生产的产品主要用于风力发电、建筑桥梁、航空航天、车船制造等,早在 20 世纪 80 年代,经编轴向复合材料就被美国欧文斯康宁(Owens Corning)公司、美国赫氏(Hexcel)公司和美利肯(Milliken)公司用于航空航天领域,2007 年经编双轴向织物又被用于德国柯普顿的轻量级复合桥梁中,减轻了桥体 2/3 的重量 。
国内生产企业主要有常州市宏发纵横新材料科技股份有限公司、常州市润源经编机械有限公司、福建鑫港纺织机械有限公司等,产品广泛应用于风力发电、建筑材料、轨道交通等 。如纬编轴向织物常用于风力发电叶片、增强混凝土材料、防弹装备等;经编网眼结构材料产品主要用于 *** 安全网、增强网以及阻燃防护网等;除了将高性能纤维应用于针织轴向织物中以外,金属纤维材料也应用其中,如镍丝的经编网用于卫星天线,用纯合金铅纤维丝做芯、外包化学纤维用于防核辐射软铅屏和防护服等;经编土工格栅也已在重大工程中有所应用,如浙江省重点工程——宁波大榭岛大桥引桥工程中使用了 2×104 m2 以上国产高强涤纶经编土工格栅,克服了塑料格栅在填土压实后出现部分断裂的缺点 。
(三)编织工业织材
编织工业织材有二维编织结构、三维整体编织结构、多层联锁编织结构等 。
国外生产企业主要有美国 3TEX 公司、美国波音公司(美国航空航天制造公司)等,产品主要用于机身壁板、全尺寸机翼、机身环框和窗框等结构 。美国通用电气公司(GE)首先尝试三维编织碳 – 碳复合材料用于火箭发动机部件,使其重量减轻了 30%~50%,“旅行者”(Voyager)号飞机、“星舟” (Starship)1 号公务机、倾斜旋翼 V22“鱼鹰”直升飞机等结构中多个关键部件都采用了编织结构织材,法国将其应用在固体火箭发动机的出口锥、喷管、壳体连接件等 。
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