厚度方向线插入针及制造三维纤维结构的方法技术

一种厚度方向线插入针（１１），具有近端部分（１２）和形成得比近端部分（１２）细且能插入到层压纤维层（２３）中的插入部分（１３）。插入部分（１３）具有远端和靠近该远端形成的针眼（１４）。插入部分（１３）上形成有覆层（１６）。覆层（１６）具有中心线平均粗糙度Ｒａ为０．１－０．７μｍ的表面粗糙度，提高了插入部分（１３）的耐磨性。厚度方向线插入针（１１）被用来制造三维纤维结构。三维纤维结构具有通过层压多个纤维层而形成为具有至少双轴向取向的层压纤维层（２３），以及沿着与每个纤维层相交的方向插入以便接合层压纤维层（２３）的厚度方向线（Ｐ）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
00011本专利技术涉及一种厚度方向线插入针及制造三维纤维结构的方法。更具体地，本专利技术关于一种厚度方向线插入针，其在将厚度方向 线插入到层压纤维层中以连接层压纤维层时使用，所述层压纤维层通过 层压在反复地折回线(纤维束)的同时布置该线而形成的纤维层而获得。 本专利技术进而涉及使用这样的厚度方向线插入针来制造三维纤维结构的方 法。
技术介绍
[00021纤维强化复合材料的加强基础材料包括三维纤维结构，即三 维织物。专利文献l中公开的制造三维纤维结构的方法包括通过层压线 层(纤维层)而形成至少双轴向取向的层压制件(层压纤维层)，以及 用插入与线层相交的厚度方向线来连接层压纤维层。线层布置在以预定 间距设置有销的框架上，使得线层环绕厚度方向线被插入并将在销之间 折回的区域。层压线层以形成层压制件。之后，使用布置成一排的厚度 方向线插入针将厚度方向线插入到由框架保持的层压制件中。[0003包含有三维纤维结构作为框架材料的复合材料的强度极大 地受到三维纤维结构的影响。因此，需要通过厚度方向线来收紧层压制 件以获得具有高强度的复合材料。如本申请的图6所示，布置成一排的 厚度方向线插入针51和厚度方向线z —起刺入层压制件F中。在这个状 态下，在层压制件F的厚度方向线插入针51伸出的那侧形成厚度方向线 z的线圏L。更具体地，厚度方向线插入针51和厚度方向线z—起穿透 层压制件F ，直到厚度方向线插入针51的针眼到达层压制件F的另 一侧。 之后，通过将厚度方向线插入针51拉回一预定的量而形成线圏L。然后， 使用毛圏纱插入针52将毛圏纱P插入到线圈L中。之后，将厚度方向 线z与厚度方向线插入针51 —起从层压制件F拉回，使得厚度方向线z 通过毛圈纱P收紧层压制件F。毛團纱插入针52穿过线圈L，而当在图 6的箭头方向上前进时不保持毛圏纱P，该线圏L由连接于已经穿透层 压制件F的厚度方向线插入针51的厚度方向线z所形成。毛圏纱插入针52在后退时保持毛围纱P，并往复运动以穿过很多线圏L。使用舌针作 为毛圏纱插入针52。图6没有示出针舌。[0004在采用厚度方向线连接通过层压线层而至少双轴向取向的 层压制件的三维纤维结构中，在将毛圏纱P插入到厚度方向线z的线圈 L中并通过拉回厚度方向线而连接层压制件时，以下所述是需要的。即， 由布置成一排的厚度方向线插入针51所形成的线圈L需要形成为大于 或等于预定尺寸的尺寸。然而，在用作厚度方向线z的碳纤维束上涂抹 了胶粘剂。因此，在将厚度方向线插入针51从层压制件F拉回以形成线 圏L时，厚度方向线z可能粘附到厚度方向线插入针51的表面上。当厚 度方向线z随着厚度方向线插入针51返回时，线圏L的尺寸可能减小。 即使一排厚度方向线z的其中一个线圏L的尺寸减小了 ，毛圏纱插入针 52也不能顺利地穿过该排线圏L。在这种情况下，操作员需要每次手动 地调节线圏L,这延长了制造三维纤维结构的时间。专利文件l:日本特许>^开专利/>布No: 8-218249。
技术实现思路
[0005因此，本专利技术的一个目的是提供一种厚度方向线插入针，其 在将厚度方向线插入层压纤维层即层压制件中时能阻止厚度方向线粘附 到厚度方向线插入针的表面上。此外，本专利技术的一个目的是提供一种使 用这样的厚度方向线插入针来制造三维纤维结构的方法。[0006本专利技术的一个方面提供一种用于制造三维纤维结构的厚度 方向线插入针。所述三维纤维结构包括通过将纤维层层压成至少双轴 向地取向而形成的层压纤维层，以及沿与纤维层相交的方向插入以便连 接层压纤维层的厚度方向线。所述厚度方向线插入针包括近端部分和插 入部分，插入部分形成得比近端部分细且选择性地插入到层压纤维层中。 插入部分包括远端和靠近该远端形成的针眼。插入部分上形成有覆层。 覆层具有就中心线平均粗糙度Ra而言为0.1|im以上且0.7Kim以下的表 面粗糙度，且该覆层提高了插入部分的耐磨性。[0007本专利技术的另一个方面提供一种厚度方向线插入针，其包括近 端部分和插入部分，插入部分形成得比近端部分细且选择性地插入到层压纤维层中。插入部分包括远端和靠近该远端形成的针眼。插入部分的表面包括在该插入部分的轴向上延伸的凹槽。插入部分的表面涂覆有耐磨的镀层。0008此外，本专利技术的另一个方面提供一种制造三维纤维结构的方 法。所述三维纤维结构包括通过将纤维层层压成至少双轴向地取向而形 成的层压纤维层，以及以与纤维层相交的方式插入层压纤维层中从而连 接层压纤维层的厚度方向线。所述层压纤维层包括厚度方向线所插入的 插入区域。该制造方法包括将厚度方向线插入针布置成一排。每个厚 度方向线插入针包括近端部分、插入部分和覆层。插入部分形成得比近 端部分细且选择性地插入到层压纤维层中。插入部分包括远端和靠近该 远端形成的针眼。插入部分上形成有覆层。覆层具有就中心线平均粗糙 度Ra而言为O.lpm以上且0.7nm以下的表面粗糙度。覆层提高了插入 部分的耐磨性。在层压纤维层保持在框架上的状态下，将布置成一排的 厚度方向线插入针与厚度方向线一起同时刺入层压纤维层中而形成线 圏。厚度方向线插入针刺入层压纤维层中直到针眼伸出到层压纤维层外。 由厚度方向线在层压纤维层的厚度方向线插入针所伸出的那侧形成线 圏。沿着厚度方向线插入针的布置方向将毛圏纱插入线圏中。在将毛圏 纱插入线圈中之后，通过将厚度方向线插入针从层压纤维层拉回而收紧 层压纤维层。通过重复线圏形成、毛圏纱插入和层压纤维层收紧而将厚 度方向纱插入到层压纤维层的插入区域中。然后从框架上取下层压纤维 层。[0009此外，本专利技术的另 一个方面是提供一种用不同的厚度方向线 插入针来制造三维纤维结构的方法。每个厚度方向线插入针包括近端部 分和插入部分，插入部分形成得比近端部分细且选择性地插入到层压纤 维层中。插入部分包括远端和靠近该远端形成的针眼。插入部分的表面 包括在该插入部分的轴向上延伸的凹槽。插入部分的表面涂覆有耐磨的 镀层。附图说明[0010图1 (a)是示出了根据本专利技术的一个实施例的厚度方向线 插入针的主视图1 (b)是沿着图1 (a)的线lb-lb剖开的剖视图； 图1 (c)是沿着图1 (a)的线lc-lc剖开的放大剖视图； 图1 (d)是沿着图1 (a)的线ld-ld剖开的放大剖视图；图2是示出了将图1 U)的厚度方向线插入针插入层压纤维层的过 程的示意剖视图3是示出了包含图1 (a)的厚度方向线插入针的三维纤维结构制 造设备的示意立体图4 ( a)是图2的局部放大图4 (b)是示出了通过将图4(a)的厚度方向线插入针穿透进层压 纤维层而形成了厚度方向线的线圏的状态的示意剖视图5 (a)是示出了根据一个修改后实施例的厚度方向线插入针的主 视图5 (b)是沿着图5 (a)的线5b-5b剖开的放大剖视图； 图5 (c)示出了根据另一个修改后实施例的厚度方向线插入针，是 示出了凹槽间隔从图5 (b)改变后的状态的剖视图；以及图6是示出了毛圏纱插入到厚度方向线的线圈中的状态的示意图。具体实施例方式[00111图1至图4示出了本专利技术的一个实施例。首先，将参照图1 (a)至图1 (d)说明厚度方向线插入针11的结 构。如图1 (a)和图1 (b)所示，由碳钢或合金钢制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造三维纤维结构的厚度方向线插入针，所述三维纤维结构包括：通过将多个纤维层层压成至少双轴向地取向而形成的层压纤维层，以及沿与纤维层相交的方向插入以便连接层压纤维层的厚度方向线，该厚度方向线插入针的特征在于包括：　近端部分；　 　插入部分，形成得比近端部分细且选择性地插入到层压纤维层中，该插入部分包括远端和靠近该远端形成的针眼；以及　形成在插入部分上的覆层，该覆层具有就中心线平均粗糙度Ｒａ而言为０．１μｍ以上且０．７μｍ以下的表面粗糙度，该覆层提高了插入部 分的耐磨性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹内纯治，
申请(专利权)人：株式会社丰田自动织机，
类型：发明
国别省市：JP[]