【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有碳纤维预制体制造，具体涉及一种三维预制体z向纱线引入方法。
技术介绍
1、由碳纤维立体织物复合而成的新型材料，其强度可以达到传统钢材料的七倍左右，但重量却只有同等大小下钢材料的四分之一，并具有耐酸、耐高温、抗冲击等优点，因此被广泛运用在航空航天、军工、汽车、医疗等领域。碳纤维立体织物具有层内剪切和层间剪切强度更高，抗冲击能力强的优势，同时能够减轻整体质量，目前已成为最新一代飞行器上不可或缺的材料，对于航空航天事业的发展具有极为重要的意义。
2、由于碳纤维表面光滑抱和力差，仅采用x向、y向炭纤维或机织物叠合，其层间连接强度极低，因此现有技术较多采用三维织造技术，在叠合预制体z向引入纤维增强，从而获得具有三维纤维连接的预制体。碳纤维立体织物z向钢针少则几千根，多则几十万根，且钢针直径1mm左右，钢针之间的距离2－3mm，钢针多且密集。目前对z向钢针的剔除和z向纤维的引入方法还是单根替换，对人工依赖强，效率极低，成本非常高。
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的三维立体碳纤维织物z向纤维引入工序繁琐效率低的缺陷，从而提供一种三维预制体z向纱线引入方法。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种三维预制体z向纱线引入方法，包括：
3、对三维预制体上z向钢针进行定位，z向钢针沿z向贯穿三维预制体设置；
4、将多根空心导向管与z向钢针一一对应排列为导向管阵列，多根替纱针分别从空心导向管中朝向三
5、使替纱针的勾纱部勾住纱线，回撤替纱针至替纱针从三维预制体中完成撤出且替纱针带动纱线贯穿并延伸至三维预制体外，完成z向纱线引入。
6、可选地，对三维预制体上z向钢针进行定位步骤包括：将x向定位针和y向定位针沿z向钢针的一端依次插入到z向钢针之间的间隙中。
7、可选地，还包括：移动x向定位针和y向定位针至x向定位针和y向定位针距离z向钢针端部2－5mm。
8、可选地，x向定位针和/或y向定位针垂直于轴向的截面为圆形、椭圆形或多边形。
9、可选地，纱线贯穿并延伸至三维预制体外步骤中，纱线延伸至三维预制体外2－8mm后，替纱针松开纱线。
10、可选地，替纱针的勾纱部为单边开口，纱线与勾纱部配合的一端呈环状。
11、可选地，纱线中纤维单丝的数量为1000－24000。
12、可选地，纱线为碳纤维束、芳纶束或玻璃纤维束。
13、可选地，将多根空心导向管与z向钢针一一对应排列为导向管阵列步骤后，还包括：将导向管阵列朝向三维预制体移动至与三维预制体接触，同时解除对三维预制体上z向钢针的定位。
14、可选地，三维预制体在安装时，其z向沿水平方向或垂直方向设置。
15、本专利技术技术方案，具有如下优点：
16、1.本专利技术提供的三维预制体z向纱线引入方法，包括：对三维预制体上z向钢针进行定位，z向钢针沿z向贯穿三维预制体设置；将多根空心导向管与z向钢针一一对应排列为导向管阵列，多根替纱针分别从空心导向管中朝向三维预制体移动，至将z向钢针完全顶出三维预制体且替纱针的勾纱部延伸至三维预制体外；使替纱针的勾纱部勾住纱线，回撤替纱针至替纱针从三维预制体中完成撤出且替纱针带动纱线贯穿并延伸至三维预制体外，完成z向纱线引入。
17、通过设置导向管阵列并使导向管阵列中的多跟空心导向管与z向钢针一一对应设置，并利用多根替纱针同时穿过空心导向管，并将z向钢针顶出到三维预制体外，然后利用替纱针的勾纱部与纱线配合勾住，通过回撤替纱针带动纱线反向穿过三维预制体，即可完成三维预制体的z向纱线引入。通过导向管阵列、z向钢针和替纱针配合动作，实现了一次引入多根z向纱线，通过一次操作即可完成三维预制体上的z向纱线引入工作，大大提升了三维立体碳纤维织物z向纤维引入的工作效率，简化了引入工序，能够节省大量人力成本和时间成本。
18、2.本专利技术提供的三维预制体z向纱线引入方法，对三维预制体上z向钢针进行定位步骤包括：利用x向定位针和y向定位针依次插入到z向钢针之间的间隙中。在三维预制体的应力作用下，多个z向钢针的相对位置可能会发生错位，通过利用x向定位针和y向定位针均与z向钢针垂直设置，x向定位针和y向定位针相互垂直插入到z向钢针之间的间隙中，以对多个z向钢针的相对位置进行限制。在导向管阵列与z向钢针配合时，保证空心导向管能够与z向钢针一一对齐设置。而且在替纱针随导向管阵列向前推动z向钢针时，x向定位针和y向定位针同时向三维预制体移动，以保证对z向钢针的定位，避免替纱针在向前顶z向钢针过程中z向钢针发生弯曲变形，保证多根替纱针能够同时将多个z向钢针顺利推出。
19、3.本专利技术提供的三维预制体z向纱线引入方法，替纱针的勾纱部为单边开口，纱线与勾纱部配合的一端呈环状。便于替纱针与纱线配合勾连。
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1.一种三维预制体Z向纱线引入方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三维预制体Z向纱线引入方法，其特征在于，所述对三维预制体(1)上Z向钢针(2)进行定位步骤包括：将X向定位针(6)和Y向定位针(7)沿Z向钢针一端依次插入到Z向钢针(2)之间的间隙中。
3.根据权利要求2所述的三维预制体Z向纱线引入方法，其特征在于，还包括：移动X向定位针(6)和Y向定位针(7)至X向定位针(6)和Y向定位针(7)距离Z向钢针(2)端部2－5mm。
4.根据权利要求2或3所述的三维预制体Z向纱线引入方法，其特征在于，所述X向定位针(6)和/或所述Y向定位针(7)垂直于轴向的截面为圆形、椭圆形或多边形。
5.根据权利要求1至3任一项所述的三维预制体Z向纱线引入方法，其特征在于，所述纱线(5)贯穿并延伸至三维预制体(1)外步骤中，纱线(5)延伸至三维预制体(1)外2－8mm后，替纱针(4)松开纱线(5)。
6.根据权利要求1至3任一项所述的三维预制体Z向纱线引入方法，其特征在于，所述替纱针(4)的勾纱部(8)为单边开口，所述纱线(
7.根据权利要求1至3任一项所述的三维预制体Z向纱线引入方法，其特征在于，所述纱线(5)中纤维单丝的数量为1000－24000。
8.根据权利要求1至3任一项所述的三维预制体Z向纱线引入方法，其特征在于，所述纱线(5)为碳纤维束、芳纶束或玻璃纤维束。
9.根据权利要求1至3任一项所述的三维预制体Z向纱线引入方法，其特征在于，所述将多根空心导向管(3)与Z向钢针(2)一一对应排列为导向管阵列步骤后，还包括：将导向管阵列朝向三维预制体(1)移动至与三维预制体(1)接触，同时解除对三维预制体(1)上Z向钢针(2)的定位。
10.根据权利要求1至3任一项所述的三维预制体Z向纱线引入方法，其特征在于，三维预制体(1)在安装时，其Z向沿水平方向或者垂直方向设置。
...【技术特征摘要】
1.一种三维预制体z向纱线引入方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三维预制体z向纱线引入方法，其特征在于，所述对三维预制体(1)上z向钢针(2)进行定位步骤包括：将x向定位针(6)和y向定位针(7)沿z向钢针一端依次插入到z向钢针(2)之间的间隙中。
3.根据权利要求2所述的三维预制体z向纱线引入方法，其特征在于，还包括：移动x向定位针(6)和y向定位针(7)至x向定位针(6)和y向定位针(7)距离z向钢针(2)端部2－5mm。
4.根据权利要求2或3所述的三维预制体z向纱线引入方法，其特征在于，所述x向定位针(6)和/或所述y向定位针(7)垂直于轴向的截面为圆形、椭圆形或多边形。
5.根据权利要求1至3任一项所述的三维预制体z向纱线引入方法，其特征在于，所述纱线(5)贯穿并延伸至三维预制体(1)外步骤中，纱线(5)延伸至三维预制体(1)外2－8mm后，替纱针(4)松开纱线(5)。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘丰，于向蕾，杜悟迪，任永新，
申请(专利权)人：北京机科国创轻量化科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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