Les tissus tissés traditionnels, qui peuvent être utilisés dans de nombreux domaines différents, sont préférés dans la production de matériaux composites bidimensionnels dans l'industrie des composites. Matériaux composites textiles dans l'industrie aérospatiale et de la défense; Comparé à des matériaux similaires tels que le métal et la céramique, il offre un faible poids, une résistance élevée et de nombreuses caractéristiques supérieures.
Du fait de la faible valeur d'épaisseur des matériaux composites réalisés à partir de tissus tissés bidimensionnels, la faible performance mécanique dans le sens de leur épaisseur est un défaut important de ces structures.
D'autre part, le problème de séparation entre couches, appelé délaminage, est un autre problème de ces structures.
Les fils de la structure de tissu tissé bidimensionnel sont exposés à une flexion excessive due à la construction tissée.
- de carbone
- Came
- basalte
- Etc. comme
L'utilisation de fibres à haut module dans ces structures ; Cela amène le tissu résultant à avoir un faible module d'élasticité.
Les tissus tissés traditionnels se composent de deux groupes de fils séparés perpendiculaires l'un à l'autre.
Appliquer une force à ces tissus dans le sens travers ;
- Le glissement des groupes de fils, que nous appelons fils de trame ou fils de chaîne, dans la structure augmente la résistance du tissu.
- tomber en diagonale
Pourquoi cela se produit-il ?
Ce problème rencontré dans les étoffes tissées bidimensionnelles Triaxial Cela a conduit à la production de types de tissus appelés
Il existe trois types de groupes de fils dans les tissus triaxiaux. Ces fils sont;
- Afin d'augmenter la résistance de la structure contre les forces appliquées dans la direction diagonale, elles se croisent en faisant un angle de 60˚.
- Les problèmes rencontrés dans les étoffes tissées bidimensionnelles ont été une raison importante pour la production d'étoffes tissées tridimensionnelles.
- Tissus tridimensionnels, dans le sens de leur épaisseur formés par des nappes de fils ou de tissus ; sont des structures d'une certaine taille.
- Les tissus tissés tridimensionnels présentent des caractéristiques mécaniques élevées dans le sens de leur épaisseur.
- Le fait d'avoir une valeur d'épaisseur en tant que structure intégrée élimine complètement le problème de délaminage observé dans les matériaux composites bidimensionnels.
- Les procédés de production de tissus tissés tridimensionnels permettent l'incorporation de fibres à haut module dans la structure avec un faible taux de frisure dans les directions x, y et z.
- Diminution du taux de boucle dans les fibres; Il permet d'augmenter le rapport fibres/volume de la structure, donc le module d'élasticité des tissus augmente et on observe une augmentation de la résistance.
- Carbone, verre, basalte, etc. avec des méthodes de production de tissus tridimensionnels. les fibres à haut module telles que; Il est possible de produire des tissus d'une valeur d'épaisseur de 1 pouce à 72 pouces.
- Un autre avantage des tissus tridimensionnels dans la production de matériaux composites est qu'ils peuvent produire des formes complexes et peuvent être produits près de la forme nette.
Des processus tels que le perçage et la découpe sur des matériaux composites entraînent une forte perte de résistance des matériaux. Production proche de la forme finale ; tout en prévenant la perte de résistance du matériau, il réduit la quantité de déchets de matériaux et les coûts de main-d'œuvre. Fils dans la structure dans le sens de l'épaisseur ; agit comme un canal capillaire. Ces fils permettent à la résine utilisée pour la fabrication des matériaux composites d'être dispersée rapidement et de manière homogène au sein de la structure.
Méthodes de production de tissus tissés tridimensionnels
À l'ère des machines à tisser; La réalisation de tissus tissés bidimensionnels est assurée par le passage du fil de trame à travers un embout ouvert.
Dans cette méthode, où la vitesse de la machine peut atteindre des vitesses très élevées avec diverses méthodes d'insertion de trame, la valeur de l'épaisseur du tissu est assez limitée. De plus, le fait que les fils soient frisés dans la structure fait que les valeurs d'élasticité de ces tissus sont faibles.
Dans les tissus tissés tridimensionnels, il y a plus d'un fil de trame dans le sens de l'épaisseur. Cela permet de produire le tissu avec une valeur d'épaisseur.
Avant de s'entraîner dans des tissus tissés en trois dimensions
- La nécessité d'ouvrir plus d'une buse fait que la vitesse de la machine a une faible valeur.
- Production de tissus tridimensionnels; Il est fourni par la modification de machines à tisser traditionnelles ou par des machines spécialement modifiées pour produire un tissu tissé en trois dimensions.
- Production de structures à plusieurs étages ; Alors que le liage ne peut être réalisé que par le mouvement des fils de chaîne dans le sens vertical,
- Les tissus tridimensionnels sont produits en déplaçant les fils de chaîne horizontalement et verticalement dans des machines à tisser spécialement modifiées.
Modification tridimensionnelle des machines à tisser traditionnelles Production de tissus tissés
La production de tissus tissés multicouches utilisant deux groupes de chaîne différents a commencé en 1974. Greenwood Développé par
Les tissus tissés tridimensionnels sont produits en utilisant trois groupes de fils différents. Les fils de chaîne se composent de deux groupes de fils différents. Alors qu'un groupe s'étend uniquement dans le sens de la direction du tissu, les fils de chaîne de liaison maintiennent le tissu ensemble dans son ensemble.
Khokar Noobed ces structures l'a nommé. contenue dans le système trois groupes de fils distincts ne font pas trop de connexions les uns avec les autres. Avec cette méthode de production, jusqu'à 17 couches de tissu peuvent être produites. Le tissu tissé tridimensionnel produit avec ces systèmes est illustré ci-dessous.
Un autre système de tissage de tissu tridimensionnel créé par la modification des machines à tisser traditionnelles a été créé en 1990. Mohamed Développé par Dans ce système, T, I, π etc. Il est possible de produire des tissus tissés tridimensionnels avec des profilés.
Dans le système, les bobines de fil sont disposées dans le cantre selon la forme de profil que l'on souhaite produire. Un groupe de fils de chaîne dans le sens du tissu ; Pendant qu'il est couché dans le tissu, l'autre groupe de fils de chaîne est déplacé vers le haut et vers le bas au moyen des cadres.
Au moyen d'aiguilles de trame, il est garanti que plus d'un fil de trame peut être inclus dans la structure en un seul cycle de machine.
fils de trame; Il est fixé à la structure au moyen d'aiguilles à tricoter situées sur le bord de la machine et la formation du tissu est assurée par le procédé de bourrage.
Grâce à ce système, il a des valeurs d'épaisseur très élevées et est durable ; La production de tissus tissés tridimensionnels profilés peut être rendue possible. Le mouvement des mécanismes de cette machine a été développé à la North Carolina State University aux États-Unis ; Il est assuré au moyen de systèmes pneumatiques afin d'éviter l'électrification. De plus, les fils étaient transportés vers la machine dans les tuyaux pour réduire la friction dans les fils.
Production de tissus avec de véritables machines à tisser tridimensionnelles
Dans les tissus tissés tridimensionnels produits en modifiant les machines à tisser traditionnelles, il est garanti qu'une couche de tissu est incluse dans la structure pendant le cycle de la machine.
Scientifiques travaillant sur des tissus tridimensionnels; ne voyez pas ces systèmes comme une véritable machine à tisser tridimensionnelle, et toutes les couches que l'on souhaite inclure dans la structure; ils indiquent qu'il doit être inclus dans le tissu en un seul cycle de la machine.
Structures réalisées avec de véritables métiers à tisser tridimensionnels ;
- uniaxial
- La présence ou l'absence de croisement entre des couches multiaxiales ou de fils
Il peut être classé selon son état.
Aşağıda fukuta Le mécanisme de tissage tridimensionnel uniaxial développé par B.C. en 1974 est visible.
Il existe trois groupes de fils différents dans la structure. Les fils y dans le sens du tissu s'étendent le long du tissu sans faire de plis. Dans la machine, on s'assure que les fils x et z sont inclus dans la structure au moyen de navettes. Dans ce système, il n'y a pas de connexion entre les fils.
Dans les tissus tissés tridimensionnels produits avec la modification des machines à tisser traditionnelles ;
- Les fils sont liés les uns aux autres à des angles de 90˚.
- Dans ces machines, les fils ne peuvent pas être inclus dans le tissu avec un angle de 45˚.
Par conséquent, les tissus ;
- Il présente une faible résistance aux forces appliquées dans le sens diagonal.
- Avec des machines à tisser tridimensionnelles multi-axes, il était possible d'inclure des couches de fil avec des angles de +45˚ et -45˚ dans le tissu en un seul cycle de machine.
Ci-dessous, un visuel des tissus unitaires uniaxiaux et multiaxiaux.
Au moyen de machines à tisser tridimensionnelles multi-axes développées par Anahara en 1993, des tissus tissés avec cinq axes différents peuvent être produits. Vous trouverez ci-dessous les couches de fils avec différentes valeurs d'angle et le tissu produit.
Les tissus tissés tridimensionnels peuvent également être produits de manière circulaire. composé Il existe cinq groupes de fils différents dans le système développé par en 2000.
Ces fils sont situés dans la structure en tant qu'axiaux, radiaux, circonférentiels et diagonaux (+45˚, -45˚). Dans le système, des fils circonférentiels et radiaux forment une couche tissée autour des fils axiaux.
Le mécanisme de tissage circulaire tridimensionnel et le tissu produit sont illustrés ci-dessous.
Dans les tissus tridimensionnels multiaxiaux ; Il n'y a aucun lien entre chaque fil de la structure. C'est un développement très important pour ces systèmes que les machines puissent incorporer chaque couche de fil dans le tissu en un seul cycle.
khokar Dans la méthode de tissage tridimensionnel développée par A.Ş. en 1997, l'objectif est que chaque groupe de fils se connecte les uns aux autres. Dans cette méthode, déformez les fils; Au moyen de divers systèmes, la production de tissu est assurée en le déplaçant vers le haut, le bas, la droite et la gauche.
Étant donné que les tissus tissés en trois dimensions sont utilisés dans l'industrie des composites, les valeurs de résistance et de poids sont d'une grande importance. Tissus tissés tridimensionnels dans lesquels chaque fil de la structure est connecté ; Il a des valeurs de résistance très élevées par rapport aux autres types de tissus.
Classification des tissus tissés tridimensionnels
Les tissus tissés en trois dimensions peuvent être classés de différentes manières. Le processus de tissage, la géométrie des fils dans la structure, la micro et macro structure des cellules unitaires du tissu ; Ce sont les sujets dans lesquels les tissus peuvent être classés.
De nombreux scientifiques différents ont classé les tissus tissés en trois dimensions. khokar classe ces structures en six groupes selon le procédé de tissage, les groupes de fils utilisés et la structure créée.
Chen d'autre part, formé quatre groupes différents en tenant compte de la macro structure de la cellule de tissu unitaire.
Tissus dans cette méthode de classification :
- Solide
- Creux
- nodal
- coquillage
Comme il est séparé.
Tissus tridimensionnels, les fils dans leur structure; Il est également possible de séparer la structure selon les géométries d'implantation.
Dans ce contexte, les tissus tissés tridimensionnels :
- Orthogonal
- Verrouillage angulaire
Il est divisé en deux groupes.
Dans les structures orthogonales, les fils de liaison forment un angle de 90˚ avec les couches de tissu.
Dans les tissus interlock à angle, il existe une certaine valeur d'angle entre les couches de tissu formées par les fils de chaîne et les fils de trame. Cette valeur peut être ajustée en fonction des caractéristiques de la structure à réaliser. Des fils de renforcement peuvent être ajoutés à la structure pour les deux types de tissus. Ces fils s'étendent dans le sens du tissu, augmentant le rapport fibre/volume du tissu et augmentant ainsi la résistance.
- Les tissus orthogonaux ont un rapport fibre/volume plus élevé que les structures de verrouillage en angle. Les structures de verrouillage angulaires ont des propriétés d'élasticité élevées par rapport aux tissus orthogonaux.
Tissus interlock orthogonaux et angulaires ; Il peut être divisé en deux groupes en fonction de la géométrie des fils de liaison dans leurs structures.
Si le fil de liaison:
- S'il ne se lie qu'entre certaines couches du tissu, d'une couche à l'autre,
- S'il effectue le processus de reliure sur toute l'épaisseur du tissu, il peut être appelé tissu interlock orthogonal ou angulaire sur toute l'épaisseur du tissu.
