復合材料在船舶和飛機結構上的擴大應用增加了人們在汽車(chē)、卡車(chē)和巴士上用 復合材料代替金屬材料的興趣。這些應用中的結構性零部件采用連續纖維增強材料，這類(lèi)材料一般是以玻璃、 碳纖維或者芳綸纖維為基礎材料的2D 織物。要獲得零部件所需厚度常常需要多層2D 織物增強材料。 　　對于這種復合材料，其2D 復合材料層壓板的分層是最常見(jiàn)的失效模式。裂縫可在樹(shù)脂基材中形成，并很快延伸到纖維增強層間的多膠區域。裂縫可因多種原因產(chǎn)生，包括復合材料各層所受的不同張力，在切割時(shí)發(fā)生的邊緣損傷，以及來(lái)自掉落的工具或其他物件的異面沖擊（out-of-plane impacts）。SAERTEX 3D 織物和3D 坯料包括貫穿整個(gè)厚度方向及0°和90°方向的增強纖維，它能提供以下優(yōu)勢：制造具有更大厚度的增強材料時(shí)在剪裁和 模具內鋪放織物上所需精力更少；在厚度方向上置入增強纖維能防止分層。 　　“在我們的2D 多軸向NCF 產(chǎn)品業(yè)務(wù)中增加3D 織物產(chǎn)品，這對那些在第三維度上要求增加結構強度的市場(chǎng)和應用來(lái)說(shuō)，是一種完美組合?！盨AERTEX美國公司總經(jīng)理Christian Kissinger 博士這樣評價(jià)道。 　　“在3D 織物的機器和設備上所作的充分投資，允許我們以SAERTEX 廣為人知的高水平服務(wù)、品質(zhì)和可信度為美國和全球市場(chǎng)生產(chǎn)這些織物產(chǎn)品?！? 　　SAERTEX 3D 織物和3D 坯料目前的一些應用包括海運船體和結構組件、大型工業(yè)結構、工業(yè)儲罐、石油鉆探零部件、巴士車(chē)身固定點(diǎn)、防彈產(chǎn)品和游樂(lè )園的結構產(chǎn)品。圖1 所示為此類(lèi)結構的一些案例。 　　圖1. 采用了SAERTEX 無(wú)卷曲3D 織物的結構產(chǎn)品。 　　3D 織物 　　與2D 機織物形成對比，SAERTEX3D織物和3D坯料有三個(gè)主要部分組成：0°、90°和沿厚度方向的纖維，稱(chēng)為Z 纖維，如圖2 所示。幾乎任何纖維類(lèi)型都可用于0°、90°和Z 方向。高度順直的纖維還形成了清晰的樹(shù)脂流動(dòng)路線(xiàn)，這反過(guò)來(lái)為這些織物制造了較快的浸潤速度。 　　SAERTEX 3D 織物和3D 坯料在很多方面有別于傳統的3D 機織物。最重要的區別是面內（0°和90°）纖維無(wú)卷曲。因此，采用SAERTEX 3D 織物/坯料的復合材料比使用傳統3D 機織物或多層2D 機織物的復合材料具有更好的面內抗拉強度。 　　SAERTEX 3D 織物和3D 坯料的主要區別在于厚度。這些織物能卷成大卷來(lái)發(fā)貨。它們的厚度可以達到3 毫米（0.12 英寸），寬度可以達到1525 毫米（60英寸）。坯料以平幅發(fā)貨。其單層織物可以達到50 毫米（1.97 英寸）的厚度，寬度可以達到838 毫米（33 英寸）。 　　圖2. SAERTEX 無(wú)卷曲3D 織物的纖維結構示意圖。 　　公司已經(jīng)采用SAERTEX 3D 織物/3D 坯料加工設備制造了織物產(chǎn)品和一些原料，包括：E 玻纖和S 玻纖；芳綸纖維，如Kevlar 纖維和Twaron 纖維；聚丙烯腈基 碳纖維和瀝青基碳纖維；以及，例如氧化鋁、二氧化硅、聚乙烯、超高分子量聚乙烯和不銹鋼絲等專(zhuān)用纖維。 　　SAERTEX 3D 織物能為復合材料零部件帶來(lái)出眾的性能優(yōu)勢和加工優(yōu)勢，包括樹(shù)脂浸潤速度快和鋪層時(shí)間短。舉一個(gè)提高浸潤速度的例子，一層3260g/m2（96 oz/yd2）的織物，其浸潤速度比一塊四層820g/m2（24 oz/yd2）2D 機織物的浸潤速度快兩倍。采用單層的全厚度SAERTEX 3D 織物還能大大減少剪裁和鋪層時(shí)間。 　　SAERTEX 的3D 織物顯示了超常的抑制分層的特性，這能直接為復合材料的性能帶來(lái)許多好處：提高斷裂韌性；提高抗沖擊性和損傷容限；以及，加工時(shí)不發(fā)生邊界分層。 　　對Z 纖維的動(dòng)態(tài)控制，提供了一種制造單幅整體織物的方法，包括多層厚度，或“并幅布”（splits）。將“并幅”區域折疊可令織物形成一些簡(jiǎn)單形狀，例如“I”型梁的形狀，“H”型聯(lián)結器的形狀，或者“π”的形狀。已經(jīng)證明這些產(chǎn)品形狀與那些“L”形2D 機織物層壓產(chǎn)品相比，能增加復合材料連接件的強度。 更多信息請關(guān)注中國復合材料信息網(wǎng) www.cnfrp.com