紡織結構增強體是通過一定的成型方式由高性能纖維制成的一種纖維集合體。按成型方式可分為機織、針織、編織、非織、縫合或針刺等。按照增強體空間構象可分為一維、二維和三維。按纖維喂入方式可分為，單向、雙向、三向或多向等。

一、機織增強體

機織增強體常包括兩向織物、三向織物和三維機織物。兩向機織物即兩組相互垂直交織的紗線形成的織物結構，包括平紋、斜紋和緞紋等組織。三向機織物是以三組互呈60°夾角排布的紗線系統交織形成。三維機織物是沿厚度方向，經向和緯向的紗束在平面內垂直交織或排列，Z向紗貫穿厚度方向而形成的織物。其基本結構可以分為三維實體機織物，包括多層結構、三維正交結構和角聯鎖結構等三種結構，三維空芯結構機織物、三維殼體機織物和三維節點結構機織物等。加工方法可分為專用三維織機或傳統織機織造等。三維機織物有較強的3D預制件直接成型能力和仿形能力，能夠一次成型具有異型截面的紡織預型件，如各種正交實心板、變厚度實心板、中孔結構箱式梁、析架式結構梁、工字梁等。

兩向機織物由于其工藝簡單，造價低廉，是目前使用最為廣泛的一類紡織增強體。三向機織物目前僅有日本和英國公司實現了工業化生產，國內東華大學實現了中試生產。三維機織預成型件始于20世紀70年代，日本FuKuta首先發明了三維立體織機。1988年Mohamed等發明了一種可織造矩形、“T”型和“工”型截面織物的三維織物設備。美國3TEX、澳大利亞Defence Science and Technology Organization等公司已實現三維正交織物（3WEAVE?）批量生產。目前織造異形截面的三維織機多處于手動或半機械狀態,尚不能以完全自動化和連續化進行生產。美國NASA ACT計劃推進了三維機織預制件的研制工作，如美國Delaware 大學、Drexel 大學和North Carolina State 大學等都開展了對于三維紡織預成型技術的研究。國內天津工業大學、南京玻璃纖維研究院和東華大學在三維織物及其織造裝備等研究方面開展了大量的工作。角連鎖織物已應用于飛機葉片和機匣，能夠織造厚度在90mm左右的織物。

二、針織增強體

針織物是一種由線圈作為基礎單元組成的紡織結構，按結構成型方式可分為緯編和經編兩種工藝。針織軸向織物（Directionally Oriented Structures，DOS）是在普通針織結構中引入無屈曲的取向纖維，提升纖維強力利用率，實現增強體強度和剛度的取向設計。可以分為單向、雙向、三向和多向結構織物。成型針織結構包含緯編管狀和殼狀織物。

多軸向經編織物（Non-Crimp Fabric，NCF）是目前針織經編物中主要應用于復合材料增強體的產品。多軸向經編織物由平行鋪放的紗線、纖維氈或織物，并通過經編束縛紗捆綁在一起而形成的織物。NCF織物已在風電葉片的蒙皮、葉根和大梁使用。12K碳纖維NCF織物用于制造空客A380后壓力艙和空客A400M貨運飛機艙門。CHOMARAT開發了C-Ply^TM 多軸向經編織物應用于航空航天領域。東華大學相繼研發了碳/玻面內外混雜NCF織物。成型針織結構包含緯編管狀和殼狀織物。針織成型編織可以用來制造凈形管狀增強體，目前還處于研究階段。

三、織增強體

編織結構是由兩組（或更多組）紗線通過纏繞或交織構成一定形狀的整體結構。適合于生產異型管狀和錐體等預制體，但機器整體生產效率低，設備較為龐大。二維管狀編織物一般由兩個方向紗線構成的。通過在織物結構中襯入沿長度方向取向的紗線（軸向纖維），可制得三軸向編織物。三維編織預制件由兩組或更多的紗線通過互相移位交織，形成不分層的整體多向編織結構。三維編織技術可以整體編織矩形組合截面或是圓及圓的一部分的預制件。如：工型梁、T型梁、十字梁、盒型梁、n型梁、m型梁、圓柱體等。

三維編織物在航空航天領域的應用包括機體梁，F型截面機身框，機身圓筒、尾翼軸、助夾筋板、火箭頭錐和火箭尾噴管等。美國NASA ACT計劃執行中，美國波音(Boeing)和洛克希勒(Lockheed Martin)公司研究了編織技術在機身部件的制造。美國Brunswick公司用編織結構復合材料制作了2000多個導彈彈翼和航天器接頭。三維編織復合材料是20世紀80年代發展起來的一種新型紡織基復合材料，能有效避免分層現象，其沖擊靭性、損傷容限與抗疲勞特性優異，結構可設計性強，能夠實現異形件的凈尺寸整體成型，有效保障構件力學性能的穩定性，在航空航天、國防軍工、交通、建筑等領域具有廣闊的應用前景。

四、非織增強體

非織物廣義上來說是指通過機械、熱學、化學方式使纖維或長絲以糾纏的方式結合在一起形成的薄片狀或網狀結構。非織造通過摩擦、聚合、粘接的方式或這些方式的組合，將有取向或是無序排列的纖維結合成薄片狀、網狀、絮狀或異型構件。非織造物被廣泛地應用于特制的濾芯、復材預制件和土工布等領域。

五、縫合預型體

穿過層板厚度的縫合是提高復合材料層合板層間強度和層間斷裂韌性最有效的方法之一。縫合技術最早發展于20 世紀80年代末, 當時為了降低飛機的制造成本, 美國航空航天局先進復合材料技術研究計劃(ACT)和美國空軍的先進輕型飛機機身結構計劃(ALAFS)均把縫合技術作為一項關鍵技術進行重點研究。

縫合一般有雙面縫合和單面縫合，對于二維平面上層間縫合,用普通工業縫紉機雙面縫合；對于幾何形狀復雜的三維立體預制件則采用單邊縫合。單邊縫合可以實現復雜、較大、超厚、異形預型體制備。德國等國家對單面縫合設備的研究起步較早, KSL是縫合設備代表性公司，提出了使用工業機器人為操作平臺，將工業機器人與單邊縫合技術相結合使用，該技術最初用于生產床墊、家居用品以及汽車氣囊等產品，通過縫合技術和設備的不斷改進，通過采用碳纖維、芳綸等縫合線進行復合材料增強體預制縫紉，然后將預制件通過RTM等復合材料成型工藝制備復合材料，用于飛機上一些零部件的制造與加工。

六、應用前瞻

為了滿足復合材料不同應用領域的要求，如形狀、性能和功能等需要，紡織增強體形式也從單向逐步發展到多向、三維和異形等預成型體形式。

近來，隨著大絲束碳纖維的發展，展纖紗應用在機織物和NCF織物織造方面，如英國Sigmatex推出sigmaST絲束展開碳纖維增強材料。日本帝人公司采用Toho Tenax新的碳纖維紗線和Sakai Ovex的展紗技術制備出厚度僅為0.06mm，克重60g/m²的超輕碳纖維織物。

編織和拉擠、編織–纏繞–拉擠工藝的結合形成了高效生產的高性能管道結構。飛機包容機匣和風扇轉子葉片采用了三維結構紡織增強體和RTM成型工藝。編織和NCF織物在寶馬i3電動車上獲得了成功應用。機織和編織增強體在異形件的結構和功能一體化方面取得了進步。

七、技術指標

增強體設計和織造與復合材料的設計、制造、評估、優化等方面形成了高度融合與集成，高性能纖維、先進復合材料材料成型工藝和增強體制造技術不斷推陳出新。

（1）增強體織物的設計制造與復合材料的設計制造一體化密不可分

復合材料的設計制造一體化，是復合材料技術發展的必然趨勢。復合材料的可設計性，是復合材料的特點之一。復合材料的制造，可以分為兩大類，一類是不通過增強體織物過渡的復合材料制造工藝，如纏繞、鋪絲技術；另一類是通過增強體織物作為預成型體，再進行各種復合工藝的復合材料制造技術，如三維編織物預成型體+RTM復合工藝。各種預成型體織物的設計，必將與復合材料的設計結合起來，根據所設計的結構進行制造，而各種機械化、自動化、智能化的制造技術，將融入到織物的制造中去。

（2）增強體織物成型技術不斷創新，各種新技術不斷涌現

由于織物結構設計與復合材料設計高度融合，必將給織物成型技術提出更高的要求。主要表現為：織物構型的優化和各種結構的組合和分布與復合材料設計的要求一致，這就促使織物成型技術更加靈活，纖維（紗線）構型更加多樣化，傳統的機織、針織、編織和正交多向織物型向異型化、曲面化、復雜化方向發展，多種傳統成型技術的組合將出現，而突破原有工藝的新技術也將層出不窮。最終在三維空間上滿足外廓構型的需要，在織物微觀結構上滿足復合材料設計的功能性能的要求，如在總體上理解為以纖維（紗線）為線形單元體的3D打印。

（3）新技術的吸收和吸收新技術后的織物發展

增強體織物的發展，一方面隨著復合材料技術的發展需求而發展，另一方面，通用技術的發展，也將給織物成型技術帶來新的活力。機器人技術、智能控制、遠程控制等將應用到織物和制造和生產管理中來。分享通用技術的發展成果，也將使織物成型技術如虎添翼。以機器人（機械手）為代表的工具，將廣泛應用于織物成型技術中，使織物在精細化、異形化、大尺寸等方面得到發揮。

（4）新型纖維和纖維（紗線）形態的出現，將引發織物成型的革命性變化

新型纖維，如納米纖維長絲，碳納米管長絲束和石墨烯纖維的工業化和商品化，將給織物發展帶來革命性的變化，尤其是在輕量化方面帶來質的飛躍。低纖維含量的織物，將在復合材料增強體中扮演重要的角色。而各種新的纖維（紗線）形態，如毛絨紗線，竹節紗線等將使織物成型中發揮獨特的作用。此外，熱塑性纖維的應用，將使熱塑性復合材料的基體在織物成型時得以預埋和控制。