2.2.2 三维编织工艺国外头部企业
德国Filacon系列专业的纤维/线缆铺缝设备，从第一台铺缝设备的研发成功到目前已有近30年的历史，提供世界一流技术的成熟完备的纤维/线缆铺缝设备，铺缝角度0-360度，铺缝厚度可达10mm，广泛用于航空、航天、船舶、汽车、医疗等各大领域。自去年始，公司推出了最新研发的设备：黏合纤维铺放设备，用于黏合纤维在两维平面上的铺放。 法国斯彼乐对于编织机的制造有着百余年的历史和经验，拥有全球技术领先水平，尤其是用于编织高科技的玻纤、碳纤、凯夫拉纤维、有机纤维、SiC纤维等的二维、2.5维及3维设备，拥有丰富的设计、制造经验以及完美实现用户理念的团队，其专利设备3-D编织机，彻底地解决了制件的层间分层问题。
图7 法国斯彼乐编织机设备
法国编织机的全部规格都可实现CNC全自动编程控制，并可配备三维立体机器人作为牵引装置，处于全球技术领先地位。能够编织各种纤维，如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等等。尤其是该公司的专利技术制造的三维编织机，在一个编织过程中实现多层编织结构，且层与层之间相互交错链接，不仅提高了制件的力学性能还彻底解决了编织件层间分层的问题。
GKN Aerospace是全球领先的航空航天工程公司，专注于飞机结构和系统的研发和制造。在三维编织技术方面，GKN Aerospace开发了多种高性能的复合材料结构，用于飞机的机身、机翼和其他关键部件。该公司的三维编织技术能够提供轻质、高强度和耐损伤的材料，显著提高了飞机的性能和安全性。
图8 GKN Aerospace工厂
（3）Premium AEROTEC
Premium AEROTEC是德国的一家主要从事航空航天结构制造的公司，为全球的飞机制造商提供服务。Premium AEROTEC在三维编织技术方面拥有先进的能力，能够生产复杂的复合材料结构，如飞机的机身段、机翼和尾翼。该公司的三维编织工艺能够实现材料的一体化制造，减少了组装和连接的需求，提高了结构的完整性和可靠性。
图9 Premium AEROTEC产品
（4）赛峰集团SAFRAN
赛峰集团是世界一流的航空发动机和设备制造商，为客户提供高科技解决方案，用于民用及军用市场的飞机、直升机、导弹、航天推进器及其设备。赛峰集团在全世界设计、开发、生产、销售航空推进系统及设备，并为其提供维修和大修服务。赛峰集团单独或通过与其它公司合作，参与了世界上许多大型航空航天项目。 赛峰设计和开发的 3D 编织复合材料技术使我们能够制造更坚固且更轻的零件。这是一项重大创新，在提高新型 LEAP 商用飞机发动机的性能方面发挥了关键作用，其燃料消耗比前代减少 15％。使用 3D 编织复合材料和树脂传递成型 (RTM) 工艺制造新的 LEAP 发动机的风扇叶片和外壳，延续了这种有数百年历史的编织工艺。
图10 赛峰集团科技人员
2.2 三维编织工艺国内发展
20世纪80-90年代中国开始关注和引进国外的三维编织技术，主要通过与国外研究机构和企业的合作，学习相关的技术和设备。这一时期，中国的研究机构和高校开始进行三维编织技术的初步研究和实验。21世纪初随着对三维编织技术的深入理解，中国开始进行自主研发，逐步掌握了核心技术和工艺。中国的一些高校和研究机构，如天津工业大学、东华大学等，在这一领域取得了显著的研究成果。近年来中国在三维编织技术的研发和应用方面取得了突破，开始在航空航天、汽车、体育用品等行业推广应用。2.2.2 三维编织工艺国内头部企业
本公司专业从事三维编织机设计制造、三维编织预成形体及其复合材料设计制备以及相关技术服务。其中旋转法三维编织机克服了以往三维编织复合材料制作效率低的障碍，在自动化生产工艺、批量制备、生产成本、预成形件尺寸及其复材性能稳定性等方面具有比较优势，可编织三维四向、五向和多向预成形件。拥有三维旋转编织机等多项专利，并通过ISO9001质量管理体系认证。
图11 柏瑞鼎公司
提供矩形三维编织平台和圆型三维编织平台两类三维编织平台；
提供三维编织复合材料相关服务，包括三维编织预成形体及复合材料制件； 三维编织工艺设计、复合材料力学性能仿真、整体结构件力学分析与优化设计等。 中国纺织科学研究院有限公司，建于1956年，是我国纺织行业最大的综合性科研院所和纺织高新技术产业基地，是“国家合成纤维工程技术研究中心”、“纤维基复合材料国家工程研究中心”、“生物源纤维制造技术国家重点实验室”的依托单位，是科技部试点联盟“化纤产业技术创新战略联盟”的牵头单位之一，拥有纺织行业生产力促进中心、纺织工业标准化研究所、国家纺织制品质量监督检验中心、国家纺织计量站等行业重要公共服务资源。 用技术中国纺织科学研究院有限公司（以下简称“中纺院”）通过十年持续攻关，研制出了一种结构简单、运行可靠且能够控制任意携纱器运行路径、可大型化或超大型化扩展的三维编织设备。通过对编织纱线运行路径的控制，实现多层结构件和变截面预制件的自动编织，可按需要设定纱线的交织方式获得特定内部结构的预制件，从而实现了三维自动编织设备的机械化、自动化及批量化生产。
图12 三维编织产品
（3）天津工业大学复合材料研究院
天津工业大学复合材料研究所成立于1989年，是国内最早开展三维编织技术研究的单位，主要从事新型立体增强织物和先进纺织复合材料的研究开发。三维编织物中，每根纱线都通过织物的长、宽、厚方向，多根纱线相互交错形成不分层的三维整体网状结构，具有五向、六向、七向、隐层等多种变化形式以适应不同需要。
图13 天津工业大学复合材料编织能力介绍1
三维机织是将多层经纱和纬纱相互联结形成立体织物的技术。三维机织物具有结构设计灵活、层间性能好、异形近净预制成型等优点，易于制备高厚重织物和大尺寸回转体结构。
图13 天津工业大学复合材料编织能力介绍2
（4）云路复合材料(上海）有限公司&东华大学
云路复合材料（上海）有限公司（简称“云路复材“）是一家以三维编织智能装备及高性能纤维复合材料的研发及生产为主营业务的高科技公司。自主研发的三维编织智能装备核心技术突破了欧美强国的技术封锁，十余年来已创新升级至第三代，逐步实现了“卡脖子”高端智能装备的进口替代和升级换代，三代技术均处于世界先进、领先水平。 10年前，东华大学相关团队凭借三维编织技术荣获国家科学技术进步二等奖。当年，该团队已成功在产线上用三维编织技术制出碳纤维预制件。为此，云路复材向东华大学定向发起技术需求，希望研发一体成型工艺，让飞机隔框用上复合材料。经团队测算，如果实现飞机隔框及其他构件的材料替代，国产飞机的复合材料使用率将有望从不到20%增至50%以上，使飞机部件更轻盈坚固。 现云路复材拥有多项发明专利、实用新型专利等自主知识产权。核心技术具有全自动、高精密、高智能、可复合、一次成型、大尺寸、高稳定、高可靠等优点，可适应不同外形结构、尺寸规格和性能级别纤维预制体的编织要求，多年来已成功配套航空、航天等领域多个重点型号产品的研制和量产，目前服务范围已拓展至空天飞行器、警用装备、轨道交通车辆、光伏热场装备、汽车零件、工程机械、城市管网、体育休闲产品等领域。
图14 云路复材编织设备
3 三维编织工艺应用领域
飞轮电池(又称机械电池或飞轮储能系统)是由飞轮、磁悬浮轴承、高速外转子式电动机/发电机、高度真空的箱体等部件组成的高新技术产品。由于飞轮采用高 强度的碳纤维复合材料，可实现极高的转速(其线速度可超1000m/s)，而其回转的摩擦损耗、风阻力损耗极低，从而使飞轮电池具有很高的能量密度(可高达80 W·h/lb)。其中飞轮是飞轮电池的核心部件，采用三维编织技术一体成型，应用于电力系统中电力调峰的储能装置。 预制体是碳/碳复合材料的骨架，其成型工艺是碳/碳复合材料最重要的基础技术之一，决定着碳/碳复合材料的性能。现在主流的碳/碳复合材料预制体成型工艺是针刺技术，制件属于2.5D织物。随着行业的发展，碳/碳复合材料需要更先进的预制体（3D织物），而突破传统复材工艺固有缺陷的三维编织技术，在国外已应用多年。 与传统工艺制备的坩埚预制体相比，三维编织工艺制备的碳/碳复合材料坩埚预制体具有更高的密度（0.7-0.8 g/cm³），改善了预制体在后续碳化过程中的质量损失与体积收缩现象。此外，由于三维编织工艺采用连续一体化智能成型生产，生产效率较传统工艺可提升20%至30%。
图15 碳碳复材坩埚