东丽推出3960 ±45°编织织物预浸料，面向航空航天复合材料制造

东丽复合材料美国公司（Toray Composite Materials America，Toray CMA）宣布，其成熟的3960预浸料体系现已提供**±45°编织织物（braided fabric）**形式。

这一材料形式主要面向航空航天和国防领域的复合材料设计与制造，为传统的**0°/90°机织预浸料（woven prepreg）**提供另一种选择。根据Toray CMA公布的信息，±45°形式的主要目的在于减少材料浪费、提高制造效率，并支持更高的生产速率。

为什么采用±45°纤维取向？

此次推出的材料采用**±45°偏轴纤维编织结构（bias fiber weave）**，由Toray CMA与美国A&P Technology合作生产。

这种形式主要适用于需要高长宽比（high-aspect ratio）偏轴增强的复合材料部件，尤其是航空航天领域的主承力和次承力结构，包括：

• 机翼
• 翼梁
• 长桁

Toray CMA指出，使用传统机织预浸料制造较长且连续的45°铺层并不容易。

在典型的**准各向同性铺层（quasi-isotropic layup）**中，通常包含0°、+45°、-45°和90°四种纤维方向，其中±45°铺层占据相当大的比例。

传统0°/90°织物在用于制作偏轴铺层时，需要进行相应的裁切和拼接，这一过程可能产生额外的边角料。

采用±45°形式后，制造商可以分别使用0°/90° 3960织物预浸料和**±45° 3960预浸料**进行套料和铺层，从而减少偏轴铺层在裁切及拼接过程中产生的材料浪费。

采用Torayca T1100碳纤维

这种±45°材料形式的实现，与Toray CMA和A&P Technology之间的合作有关。

A&P Technology能够使用东丽的Torayca T1100碳纤维，生产宽幅、连续卷材形式的**±45° 2×2斜纹织物（2×2 twill fabric）**。

A&P Technology将这一材料形式以TX-45进行市场推广。

TX-45能够以连续45°偏轴卷材的形式供应，因此无需通过拼接来获得连续的45°材料。这一点对于需要较长偏轴铺层的复合材料结构尤其具有实际制造意义。

NIAR研究：废料减少30%，铺层时间减少40%

在美国国家航空研究院（National Institute for Aviation Research，NIAR）开展的一项权衡研究中，研究人员针对翼梁制造，对0°/90°预浸料铺层方式与45°预浸料铺层方式进行了比较。

根据公布的研究结果，采用TX-45预浸料后：

• 材料废料减少30%
• 铺层时间减少40%

这两个数据分别反映了材料利用率和铺层制造效率方面的变化。

对于翼梁这类具有明显长度方向、同时需要偏轴增强的复合材料结构，连续±45°材料可以减少传统偏轴裁切带来的废料，同时减少为形成连续45°铺层所需要的拼接操作。

从材料性能延伸到制造效率

Toray CMA国防项目首席总监Jeff Cross表示，±45°编织形式为客户提供了传统机织预浸料之外的另一种选择，在保持结构性能的同时，可以减少废料、缩短铺层时间，并帮助项目提高生产速率。

从此次发布的信息来看，3960体系本身并不是此次变化的唯一重点。更值得关注的是，Toray CMA将其与Torayca T1100碳纤维、±45°连续偏轴织物以及航空复合材料铺层需求结合起来。

对于大量采用±45°铺层的航空复合材料结构而言，材料以什么样的纤维取向和卷材形式进入后续裁切、套料和铺层环节，会直接影响材料利用和制造时间。

此次3960 ±45°编织织物预浸料提供了一种针对偏轴铺层制造需求的材料形式选择。