本文介紹了多軸向縫編織物起源、結(jié)構(gòu)特點，并主要介紹了縫編織物與普通織物相比，前者提高了材料的力學(xué)性能、抗疲勞性能、損傷容限，并改善了材料的工藝性能。

      1縫編織物簡介

　　20世紀70年代后期，縫編織物最早出現(xiàn)在了歐美等發(fā)達國家，1998年，航天材料及工藝研究所引進了MALIMO第一臺新式多軸向縫編機，同時將該項技術(shù)引進到中國。由于它的纖維平行且伸直，是一種無卷曲結(jié)構(gòu)，同時，它又可以根據(jù)需要將不同的纖維放在不同的角度，使材料中各方向纖維性能得到充分發(fā)揮，因此很快得到廣泛使用。縫編織物最初應(yīng)用于航空航天飛行器復(fù)合材料制品上。近年來，隨著科技進步和各種新型高性能纖維的出現(xiàn)，復(fù)合材料用縫編織物得到了進一步發(fā)展，尤其在風力發(fā)電葉片、船舶等大型復(fù)合材料制品上得到廣泛應(yīng)用。

　　2縫編織物的特征

　　1）縫編織物是由若干層伸直并相互平行的紗線層組成，需要時可添加短切氈層；
　　2）紗線角度分別為0°、 90°和/或 ±45～80°，順序可加以變化；
　　3）各紗線層用縫合線固定，以防滑動；
　　4）可以根據(jù)設(shè)計需要，實現(xiàn)不同纖維混合編織，充分發(fā)揮各種纖維性能。
　　2縫編織物和普通織物結(jié)構(gòu)的差別。
　　1）縫編織物的紗線是相互平行且伸直的，普通織物的紗線是卷曲交織的；
　　2）縫編織物的紗線可按多種角度排列。而普通織物只能有0°和90°；
　　3）縫編織物為多層結(jié)構(gòu)，最多可達八層，再加上1～2層氈。而普通織物一般只有兩層；
　　4）縫編織物各層之間用縫編線捆綁，紗線之間不容易移動，且縫編線線圈長度可調(diào)整而普通織物靠紗線相互交織而成，紗線間易滑動。
　　3縫編織物的優(yōu)點和特點

　　3.1充分發(fā)揮纖維原始特性、提高復(fù)合材料性能

　　由于縫編織物的纖維是相互平行且伸直的，當其與樹脂結(jié)合形成的復(fù)合材料在受力是，每束纖維都均勻的承力，所以纖維的強度和剛度在復(fù)合材料中得以充分發(fā)揮。另外使用不同纖維混編，可以在成本增加不多的情況下充分發(fā)揮高性能纖維的性能。而普通織物的經(jīng)緯紗線呈波浪狀，當其受力時，纖維要先展直后才能受力，受力不勻，導(dǎo)致材料局部破壞。

　　3.2 提高了復(fù)合材料的抗疲勞性能，從而提高了材料的使用壽命

　　普通織物制造的復(fù)合材料，由于在層間有較多的樹脂，并且在外力作用下纖維和樹脂間發(fā)生相對滑動，所以在交變應(yīng)力的作用下，樹脂和纖維間的界面很快受到破壞，導(dǎo)致復(fù)合材料的抗疲勞性能降低。而在縫編織物中纖維是伸直而平行排列，而且樹脂含量相對較少，層間界面結(jié)合較好，所以樹脂和纖維間的界面較為穩(wěn)定，提高了復(fù)合材料的抗疲勞性能。

　　3.3提高材料損傷容限，從而提高了材料的可靠性。

　　由于縫編織物的層間用滌綸絲縫合，其抗損傷容限性相比傳統(tǒng)機織物有所提高。損傷容限的提高對惡劣環(huán)境下長期使用的復(fù)合材料是非常有意義的，比如風力發(fā)電葉片，其增強材料損傷容易有效提高后，將大幅降低葉片的使用壽命，縮減維修成本。
　　3.4 各向可設(shè)計

　　多軸向縫編織物另一個最大特點就是織物各層可以根據(jù)需要預(yù)設(shè)計，不僅織物密度、層數(shù)可以預(yù)先設(shè)計，原材料也可以根據(jù)預(yù)先設(shè)計選定不同特性的材料。這樣我們可以根據(jù)使用狀態(tài)選定材料的類型、方向、單層密度等，一次編織出滿足要求的產(chǎn)品，最大限度的發(fā)揮材料特性。 目前在風電領(lǐng)域已大量使用碳纖維與玻璃纖維混編的縫編織物，芳綸纖維與玻璃纖維混編織物則在船舶領(lǐng)域廣泛使用。
　　3.5改善了材料的工藝性能

　　1） 浸潤性好

　　普通織物的纖維是高低交織的，垂直方向的纖維樹脂阻斷了樹脂的流動，所以浸潤速度較慢。而縫編織物的纖維是平行且伸直排列，同一層纖維與纖維之間形成了通道，因此單層間纖維很容易被樹脂浸透，與此同時，樹脂也完成了層與層間纖維的浸透，節(jié)省了工藝時間。目前在使用縫編織物制作大尺寸復(fù)合材料構(gòu)建時，還用到導(dǎo)流管或者導(dǎo)流網(wǎng)，以縮短浸潤時間。

　　2） 附模型好

　　縫編織物采用滌綸纖維捆綁，捆綁時還可以通過調(diào)整線圈長度控制織物的松緊，這樣織物就可以適應(yīng)不同的模具，特別是在復(fù)雜曲面模具上。在制作風電葉片大梁時，縫編織物良好的附模型保證了纖維性能有效發(fā)揮。
　
   　3）纖維定向性好

　　在普通織物中，由于樹脂的推進阻力大，不得不在RTM工藝中加大壓力，過大的壓力會沖亂布層，影響產(chǎn)品性能。而縫編織物由于層間由滌綸纖維捆綁固定，層間不易滑動。

　　3.6 減少材料消耗，提高工效，降低成本

　　用戶在選購材料時，往往比較重視產(chǎn)品的單價，而忽略材料的性能。許多材料的性能是很好的，但是沒有得到充分的發(fā)揮。正確的選材應(yīng)考慮到重量-強度-價格三元素的最佳化關(guān)系。即我們每花一元錢不但要購買一定重量的材料，還包括性能要求。所以要重視材料的比強度和比剛度，并且能充分的發(fā)揮材料的潛在性能。

　　總之，我們的責任是引導(dǎo)用戶，正確對待材料的特性，消除人們的一些誤解，認為某種材料就是絕對低性能材料，而用更貴的材料去代替，其實任何選用過高或過低性能的原材料都是錯誤的質(zhì)量慨念，重要的是必須把它按正確的方式和要求放到正確的位置（方向和數(shù)量），才能分利用材料的潛能，縫編織物正是解決了這一問題。