利巴公司的Copcentra MAX 3 CNC型機(jī)器的所有功能均為電腦控制；織針機(jī)件以外的所有運(yùn)動(dòng)均由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)；織物的各種變化，尤其是鋪層角度的調(diào)整，均由中央電腦控制。在鋪緯方式方面，兩公司的機(jī)器略有不同。利巴機(jī)器的鋪緯是由鋪緯滑軌運(yùn)動(dòng)、傳輸鏈運(yùn)動(dòng)、鋪緯小車運(yùn)動(dòng)三者的合成，如圖2所示，只需改變?nèi)叩乃俣染湍鼙容^方便地改變鋪緯角度。而卡爾邁耶機(jī)器是通過(guò)傳輸鏈運(yùn)動(dòng)和鋪緯小車運(yùn)動(dòng)的合成來(lái)形成所需的角度，在角度變換時(shí)還需對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行機(jī)械操作，比較費(fèi)時(shí)。此外，利巴機(jī)器每一紗層的運(yùn)動(dòng)完全可以通過(guò)程序設(shè)計(jì)在-20°到+20°之間變化，這與卡爾邁耶的-45°到+45°相比有所改進(jìn)，機(jī)器的標(biāo)準(zhǔn)傳送架可以生產(chǎn)兩個(gè)45°襯緯和一個(gè)90°襯緯，也可按需要進(jìn)行長(zhǎng)度延伸，延伸后的傳送架最多可襯入7層襯緯紗，1層襯經(jīng)紗，1層纖維網(wǎng)。同時(shí)，利巴機(jī)器還采用了其獨(dú)特的移動(dòng)復(fù)合針系統(tǒng)（圖3），使得復(fù)合針除了在垂直上下運(yùn)動(dòng)外，還在水平方向（即織物喂入方向）運(yùn)動(dòng)，從而減少了編織過(guò)程中織針的負(fù)荷；減少了織針與紗線的摩擦；減少了穿刺造成孔洞的可能性，在很大程度上提高了織物的生產(chǎn)效率，改善了織物的質(zhì)量。據(jù)報(bào)道，利巴公司已成功推出了用于碳纖維生產(chǎn)的Copcentra MAX 5 CNC Carbon機(jī)型。由于碳纖維在織造過(guò)程中易產(chǎn)生具有導(dǎo)電性的碳粉，會(huì)導(dǎo)致機(jī)器及生產(chǎn)環(huán)境中的帶電設(shè)備爆炸等危險(xiǎn)情況發(fā)生，因此該類多軸向經(jīng)編機(jī)帶有特殊的密封裝置，其造價(jià)達(dá)到2800多萬(wàn)人民幣，是普通多軸向經(jīng)編機(jī)的三倍。在生產(chǎn)過(guò)程中，碳纖維增強(qiáng)紗線的鋪緯角度可以在-45°、90°、+45°、0°等角度之間變化，鋪緯層數(shù)和原料規(guī)格也可以自由選擇，織物品種較豐富。 
多軸向經(jīng)編機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)在國(guó)內(nèi)起步較晚，1996年由天津紡織工學(xué)院與武進(jìn)紡織機(jī)械廠協(xié)作，研制成功國(guó)內(nèi)第一臺(tái)圓型多軸向經(jīng)編機(jī)，類似于卡爾邁耶的RS2DS型經(jīng)編機(jī)，由于速度太低，未能得到推廣。2008年，我國(guó)常州潤(rùn)源經(jīng)編機(jī)械有限公司成功研發(fā)了第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)智能化控制的“RCD-1型多軸向經(jīng)編機(jī)”，該設(shè)備集電腦控制的多軸向鋪緯技術(shù)、多桿式可移動(dòng)（織針坯布隨動(dòng)）成圈技術(shù)、織物恒張力收卷技術(shù)、多速電子送經(jīng)技術(shù)等技術(shù)于一體，最高機(jī)速可達(dá)1000r/min，其鋪緯方式與利巴機(jī)器相似，鋪緯角度變化范圍為-20°到+20°，已接近國(guó)外先進(jìn)鋪緯水平[4]。它的誕生極大地推動(dòng)了我國(guó)對(duì)多軸向生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)，同時(shí)也為多軸向經(jīng)編織物的生產(chǎn)和研究提供了先進(jìn)的手段。然而，鑒于我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)相對(duì)落后，機(jī)械加工能力普遍不高，仍需大量進(jìn)口國(guó)外先進(jìn)的經(jīng)編設(shè)備，到目前為止，我國(guó)已先后引進(jìn)德國(guó)卡爾邁耶公司、利巴公司100多臺(tái)多軸向經(jīng)編機(jī)。其中浙江和江蘇擁有的數(shù)量占到總數(shù)的2/3以上。此外，河北、山東、重慶、北京等地也擁有少量的多軸向經(jīng)編機(jī)。
2 多軸向經(jīng)編織物結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用
2.1 多軸向經(jīng)編織物結(jié)構(gòu)
多軸向經(jīng)編（Multi-axial Warp-Knitted，簡(jiǎn)稱為MWK）織物是可以在0o、90o和θ方向（θ在-20º～+20º之間變化）襯入襯經(jīng)、襯緯和軸向增強(qiáng)紗線，最多可達(dá)8層（7層緯紗，1層經(jīng)紗），再加纖網(wǎng)[5]，然后通過(guò)經(jīng)編組織（編鏈、經(jīng)平、編鏈+經(jīng)平）將多層紗線綁縛在一起而形成的一種多層織物。圖4為一種典型的四軸向經(jīng)編織物結(jié)構(gòu)圖，從圖中可以看出，四組襯紗的襯入次序和方向依次為：90°/0°/-30°/+30°，綁縛組織采用經(jīng)平組織。
在多軸向經(jīng)編織物的形成過(guò)程中，用于編織的紗線在成圈機(jī)構(gòu)的作用下，穿過(guò)整個(gè)織物，在厚度方向?qū)⑺蓄A(yù)先鋪設(shè)好的承載紗精確地束縛在一起，如圖5所示。織物縱向、橫向、斜向的穩(wěn)定性和強(qiáng)度可分別由襯經(jīng)紗、襯緯紗和在-20°到+20°之間可變角度的軸向紗提供。
2.2 多軸向經(jīng)編織物應(yīng)用
由于增強(qiáng)紗線在多軸向經(jīng)編織物中是以一定角度平行、伸直、無(wú)卷曲地襯入，而不像機(jī)織物中經(jīng)緯紗相互交織而呈波浪狀，從而能夠充分發(fā)揮增強(qiáng)紗線的力學(xué)性能。實(shí)踐證明，多軸向經(jīng)編織物特有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)賦予其諸多優(yōu)勢(shì)，如織物的抗拉強(qiáng)力高、彈性模量高、懸垂性好、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、抗撕裂性能好、原料的適應(yīng)性好、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高等。近年來(lái)，多軸向經(jīng)編織物常作為復(fù)合材料的增強(qiáng)材料，廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、航空航天、船艇制造、建筑工程等許多領(lǐng)域。
2.2.1風(fēng)力發(fā)電
多軸向經(jīng)編增強(qiáng)材料因其獨(dú)特的性能越來(lái)越多地被用于制造風(fēng)力發(fā)電葉片，如圖6。通常，在葉片蒙皮設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)受力的不同來(lái)選擇織物結(jié)構(gòu)（單軸向、雙軸向、多軸向）。多軸向織物主要是用在葉片根部，利用40多層織物的合理鋪設(shè)來(lái)承受由扭矩產(chǎn)生的剪切力。在卡爾邁耶機(jī)號(hào)為9F（針/25mm）的Multiaxial型機(jī)器上生產(chǎn)的一種三軸向織物，襯紗均采用3000dtex玻璃纖維紗，襯入順序?yàn)?45o/-45o/0o，成圈紗采用76dtex/24f的高強(qiáng)滌綸紗，并通過(guò)經(jīng)平組織將它們綁縛起來(lái)。隨后可將該織物與新型的復(fù)合成型工藝，如RTM、VARTM等工藝結(jié)合起來(lái)制成高性能多軸向經(jīng)編復(fù)合材料用于風(fēng)力發(fā)電葉片的生產(chǎn)。目前，風(fēng)力發(fā)電葉片正朝著大型化、輕量化、高性能、低成本方向發(fā)展，世界上發(fā)達(dá)國(guó)家制造的葉片長(zhǎng)度已達(dá)到60多米，加長(zhǎng)型的風(fēng)力發(fā)電葉片需要高強(qiáng)、高模、輕質(zhì)型的材料，而多軸向經(jīng)編織物正是迎合了這一需求，且能完全符合大型葉片對(duì)蒙皮材料的各項(xiàng)性能要求，因此具有很大的發(fā)展前景。
2.2.2 航空航天
航空航天工業(yè)是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料最新進(jìn)入的領(lǐng)域，也一直是多軸向經(jīng)編織物重要的應(yīng)用領(lǐng)域。早在1992年，碳纖維多軸向經(jīng)編增強(qiáng)材料就已成功運(yùn)用于空客A320上，與以往使用的金屬材料相比較，使用這種纖維復(fù)合材料能使機(jī)身重量減輕約20%。另外，利用該增強(qiáng)復(fù)合材料還可以將具有不同形狀的構(gòu)件組合在一起，預(yù)制成有限的幾個(gè)外形復(fù)雜的組合構(gòu)件，在空客A320上，只需要組裝96個(gè)這樣的組合構(gòu)件，而同樣的鋁制結(jié)構(gòu)則需要2072個(gè)。
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