I-fiber implantation is a new stitching technology that can effectively enhance the interlayer performance of laminated composites. This paper presents and evaluates the design and implementation of the I-fiber robot implantation system integrated for producing high-performance fiber preforms for advanced composites. The system was constructed and validated through I-fiber robot implantation experimentation. It was demonstrated that automated I-fiber implantation could be achieved by use of an industrial robot. The programming method and computer-aided manufacturing software of the I-fiber implantation robot were feasible and effective. The double-cantilever-beam (DCB) experiments showed that the implantation of I-fiber significantly improved the interlaminar fracture toughness of the laminated composite, where the maximum load value increased by up to 106%. The DCB load–displacement curve presented a zigzag shape, where the peaks and valleys were the location points of the I-fiber break. It was also found that for the reinforced laminated composite without an I-fiber head, the delamination failure was manifested as resin cracking and I-fiber pullout, while for the I-fiber with a certain head length, the I-fiber failure mechanism was brittle fracture. I-fiber with a certain head length could significantly improve the interlayer performance of the composite. In addition, DCB experiments also revealed that the implantation matrix had little effect on the interlayer performance of I-fiber reinforced composites, and the failure load value and the I-fiber implantation volume showed an obvious proportional relationship.

I-纤维植入是一种新的缝合技术，可以有效提高层压复合材料的层间性能。本文介绍并评估了集成 I-纤维机器人植入系统的设计和实施，该系统用于生产用于先进复合材料的高性能纤维预制件。该系统是通过I-光纤机器人植入实验构建和验证的。结果表明，可以通过使用工业机器人来实现自动化 I 纤维植入。I-纤维植入机器人的编程方法和计算机辅助制造软件是可行和有效的。双悬臂梁（DCB）实验表明，I-纤维的植入显着提高了层压复合材料的层间断裂韧性，其中最大负载值增加了 106%。DCB 载荷-位移曲线呈锯齿形，其中波峰和波谷是 I 型纤维断裂的位置点。还发现，对于无工字头的增强层合复合材料，分层失效表现为树脂开裂和工字拉出，而对于具有一定头部长度的工字纤维，其失效机理为脆性断裂。具有一定头部长度的I-纤维可以显着提高复合材料的层间性能。此外，DCB实验还表明，植入基体对I-纤维增强复合材料的层间性能影响不大，破坏载荷值与I-纤维植入体积呈明显的正比关系。DCB 载荷-位移曲线呈锯齿形，其中波峰和波谷是 I 型纤维断裂的位置点。还发现，对于无工字头的增强层合复合材料，分层失效表现为树脂开裂和工字拉出，而对于具有一定头部长度的工字纤维，其失效机理为脆性断裂。具有一定头部长度的I-纤维可以显着提高复合材料的层间性能。此外，DCB实验还表明，植入基体对I-纤维增强复合材料的层间性能影响不大，破坏载荷值与I-纤维植入体积呈明显的正比关系。DCB 载荷-位移曲线呈锯齿形，其中波峰和波谷是 I 型纤维断裂的位置点。还发现，对于无工字头的增强层合复合材料，分层失效表现为树脂开裂和工字拉出，而对于具有一定头部长度的工字纤维，其失效机理为脆性断裂。具有一定头部长度的I-纤维可以显着提高复合材料的层间性能。此外，DCB实验还表明，植入基体对I-纤维增强复合材料的层间性能影响不大，破坏载荷值与I-纤维植入体积呈明显的正比关系。其中波峰和波谷是 I 型纤维断裂的位置点。还发现，对于无工字头的增强层合复合材料，分层失效表现为树脂开裂和工字拉出，而对于具有一定头部长度的工字纤维，其失效机理为脆性断裂。具有一定头部长度的I-纤维可以显着提高复合材料的层间性能。此外，DCB实验还表明，植入基体对I-纤维增强复合材料的层间性能影响不大，破坏载荷值与I-纤维植入体积呈明显的正比关系。其中波峰和波谷是 I 型纤维断裂的位置点。还发现，对于无工字头的增强层合复合材料，分层失效表现为树脂开裂和工字拉出，而对于具有一定头部长度的工字纤维，其失效机理为脆性断裂。具有一定头部长度的I-纤维可以显着提高复合材料的层间性能。此外，DCB实验还表明，植入基体对I-纤维增强复合材料的层间性能影响不大，破坏载荷值与I-纤维植入体积呈明显的正比关系。分层破坏表现为树脂开裂和工字纤维拉出，而对于一定头部长度的工字纤维，工字纤维破坏机制为脆性断裂。具有一定头部长度的I-纤维可以显着提高复合材料的层间性能。此外，DCB实验还表明，植入基体对I-纤维增强复合材料的层间性能影响不大，破坏载荷值与I-纤维植入体积呈明显的正比关系。分层破坏表现为树脂开裂和工字纤维拉出，而对于一定头部长度的工字纤维，工字纤维破坏机制为脆性断裂。具有一定头部长度的I-纤维可以显着提高复合材料的层间性能。此外，DCB实验还表明，植入基体对I-纤维增强复合材料的层间性能影响不大，破坏载荷值与I-纤维植入体积呈明显的正比关系。