3-D紡織品：差異是厚度

對於3-D機織物、針織物甚至非織造織物，其市場和應用的列表只會繼續增長和擴大。

長度、寬度和厚度，解釋了人類視覺視角所固有的三個維度。幸運的是，這也恰恰是3-D紡織品的顯著特徵，3-D紡織品是一個在整個紡織工業及其以外領域具有重要意義的類別。具體認識3-D紡織品的厚度是區分3-D紡織品與傳統2-D針織物、機織物和非織造織物的原因。

3-D的可能性

在許多情況下，減輕重量是人們對3-D紡織品感興趣的主要驅動力。在航空航天、軍事和汽車行業中，任何重量的減少可以直接轉化為節省燃料和提高性能。各種其他工業和技術應用也使用3-D紡織品。基於3-D機織技術的許多剛性和結構複合產品，其重量與由金屬製成的現有產品相比，明顯減輕，且其性能與金屬產品的相當或更好。使用3-D結構來減輕重量的一種產品是由CFM公司開發和製造的新型LEAP噴氣發動機系列。 CFM公司將3-D機織碳纖維複合材料風扇葉片和其他部件結合到發動機組件中，提高了燃料效率近15％。

LEAP噴氣發動機系列

3-D機織

使用3-D編織技術可以控制纖維鋪放的能力，允許產生包括「T」，「L」，「F」，「+」的不同橫截面形狀和實現完全一體化的近似網狀結構的預成型件。接近網狀的預成型結構、不同的橫截面形狀和厚度超過約125毫米的編織坯料都可以製造。

如果減輕重量是開發3-D紡織品的主要驅動因素，增強性能肯定是第二因素。現在工程師和設計師將3-D紡織品視為解決複雜挑戰的工具，並期望從該技術提供的設計和性能屬性中受益。這與3-D紡織品的固有的能力，允許單獨或定向的纖維鋪放和定製纖維路徑，以減輕應力/應變，創造更多的機會來解決潛在的和複雜的性能挑戰。將其全部添加，其結果是一個完全一體化的三維織物結構，可以提高損傷的容許極限，抗變形和抗脫層，同時減輕重量。添加一個智力替換，它包含所有部件的總和，而不僅僅是單個組件，不僅可以提高性能，而且可以提高成本效率並減少實施時間。

經編圓筒形針織物的3-D 可變截面圖

3-D針織

3-D針織是由經編針織或緯編針織方法創建，提供了令人難以置信的設計和工程多功能性。雖然一些3-D針織的應用可能涉及剛性複合材料，但是，其大多數是應用在軟製品中。一般來說，經編針織通常比緯編針織產生更加物理穩定的織物，但是，在經編針織和緯編針織兩種技術產生的咬合線圈，會使織物具有自然的柔軟性、膨鬆性和舒適性。因此，雖然3-D機織物傾向於相當緻密和不柔韌，但3-D針織物顯示出固有的柔韌性、靈活性和彈性。

在厚度可超過約50毫米的針織隔離織物中發現的結構完整性，和一些3-D無紡布構造有助於在空隙區域進行填充和起穩定作用。在特定應用中，在座椅和床墊的空隙區域可以改善空氣流動或提供其他流動的液體。通過3-D針織可以製造更舒適、更透氣、合身的無縫緊身服裝應用於醫療領域。 在許多時尚應用中，合身的服裝也是相當理想的。 由幾種3-D紡織品的大小尺寸形成的龐大的整體產物還可以改善絕緣性能和音響效果，以滿足許多不同的應用領域。

3-D 聚合物墊

3-D非織造織物

根據應用的需要，可以通過幾種不同的方法製造3-D非織造織物。 採用針刺技術生產諸如傳統氈、絕緣墊和複合制動轉子的緊密組織的產品。例如由Bonar（Low ＆ Bonar Plc公司）製造的Enkamat?各種絕緣和其它非織造產品，可以通過熔體紡絲、氣流成網法或添加劑製造技術製造，產生膨鬆的或空氣流動的效果。

添加劑製造，通常被稱為3-D列印。從純粹的3D技術角度來看，其固有的將聚合物精確地放置在任何位置或任何深度以產生完全集成的3-D結構的能力，確實產生了許多有趣的可能性。 但它有一些批評，3D列印仍處於起步階段。 考慮到加寬的聚合材料的葉片，一些纖維夾雜物可供選擇; 並繼續努力提高設備和生產能力，3D列印不應被視為理所當然。

對於3-D紡織品，市場和應用的列表僅持續增長和擴展。 隨著設計和工程效益的不斷擴大，新的和創新的應用將只會繼續促進其更大的接受度。 3-D紡織品的差別的確是深度（或厚度）！

該文摘自《印染》2017年第3期，摘譯自《亞洲紡織世界》。

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