專(zhuān)利名稱(chēng)：一種風(fēng)電葉片整體一次成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)電葉片整體一次成型工藝，具體涉及一種主體葉片為玻璃纖維
增強(qiáng)材料，上下葉片以模具獲得外表面結(jié)構(gòu)，以氣囊法獲得內(nèi)型腔，通過(guò)模具合模形成整體 葉片的風(fēng)電葉片整體一次成型工藝。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片技術(shù)是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)之一，傳統(tǒng)的復(fù)合材料風(fēng)機(jī)葉片通 過(guò)分體多步成型，即葉片上下外殼和主梁板分別制成后，再粘成一體，由于上下外殼粘接處 的強(qiáng)度低，粘接處開(kāi)裂也成了葉片的重要質(zhì)量問(wèn)題之一，影響了復(fù)合材料性能的充分發(fā)揮， 大大降低葉片的實(shí)際效率。 目前中小型葉片，國(guó)外已開(kāi)始采用RTM工藝整體成型，但大型葉片仍只有開(kāi)模手 工鋪層和閉模真空浸透兩種方法，而這兩種都是上述分體多步成型后再粘成一體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要任務(wù)在于提供一種風(fēng)電葉片整體一次成型工藝，具體是一種葉片整 體性能好，承載能力增大，且徹底排除了因粘接質(zhì)量引起葉片失效的可能性的風(fēng)電葉片整 體一次成型工藝。 為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種風(fēng)電葉片整體一次成型工藝，所述風(fēng)電葉 片整體一次成型工藝為先在下葉殼模內(nèi)鋪放下葉殼成型的增強(qiáng)材料及成型的輔助材料，然 后在增強(qiáng)材料層內(nèi)設(shè)兩根平行的腹板，將模具型腔分成三個(gè)密封腔體，然后分別在三個(gè)腔 體內(nèi)設(shè)置充氣的氣囊芯模，再在氣囊芯模上鋪放上葉殼成型的增強(qiáng)材料及成型的輔助材 料，最后合模采用抽真空的方式逼出多余樹(shù)脂，待葉片固化后形成葉片。 進(jìn)一步地，所述葉殼成型的增強(qiáng)材料為三層，所述三層增強(qiáng)材料分別為第一、三 層為多層預(yù)浸漬有樹(shù)脂的玻璃纖維多軸向織物或氈，鋪設(shè)時(shí)，該兩層在葉片邊緣連續(xù)；中間 層為梁帽及梁帽兩側(cè)鋪設(shè)的PVC泡沫或balsa芯木。 進(jìn)一步地，所述增強(qiáng)材料及夾芯材料預(yù)浸漬的成分為樹(shù)脂，增強(qiáng)材料層控制樹(shù)脂 重量含量在25% _35%范圍內(nèi)。 進(jìn)一步地，所述梁帽為一對(duì)，由與葉片仿型的主梁兩端設(shè)卡槽形成。 進(jìn)一步地，所述輔助材料為導(dǎo)流管、導(dǎo)流網(wǎng)、真空袋；所述導(dǎo)流管由數(shù)根縱向主管
和眾多橫向次級(jí)管路連接構(gòu)成，其末端均伸向葉殼的尾端，通向外界；所述導(dǎo)流網(wǎng)為網(wǎng)格
狀，平鋪在導(dǎo)流管上；所述真空袋貼靠在氣囊芯模上，包圍氣囊芯模密封。 進(jìn)一步地，所述氣囊芯模充氣后的上下面為上下葉片內(nèi)型面的仿型結(jié)構(gòu)。 進(jìn)一步地，所述腹板為直條型板。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于整體成型復(fù)合材料葉片外殼，上下外殼接合處玻璃纖維連續(xù)， 大大提高了葉片的整體性能，葉殼成為閉合結(jié)構(gòu)，具備了更高的承載能力，因而可以減輕作 為主承力件的主梁的重量，同時(shí)徹底排除了因粘接質(zhì)量引起葉片失效的可能性。


圖為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
首先準(zhǔn)備上外殼模、下外殼模，所述上外殼模與下外殼模接觸面形狀、結(jié)構(gòu)相同， 可以實(shí)現(xiàn)合模。然后還要準(zhǔn)備芯模、導(dǎo)流管、導(dǎo)流網(wǎng)、腹板、主梁帽、增強(qiáng)材料及夾芯材料。
上述上外殼模、下外殼模的模具內(nèi)部均勻分布有加熱裝置，用于對(duì)模具加熱。
上述材料中，所述芯模為氣囊芯模，由密封的氣囊上設(shè)通氣口構(gòu)成，本發(fā)明中用三 個(gè)，其氣囊充氣后的形狀與所在葉片內(nèi)型面的形狀吻合；氣囊充氣后能承受半只葉片增強(qiáng) 材料的重量而不發(fā)生較大的變形，放氣后可收縮并在成型后拆除。在氣囊的外表面布置真 空袋包圍氣囊并完全密封，真空袋和氣囊分別留有通氣口 ，打開(kāi)后分別與外界相通，以便抽 真空和充氣。 上述導(dǎo)流管由數(shù)根縱向主管上連通眾多橫向次級(jí)管路連接構(gòu)成，導(dǎo)流管可以采用 復(fù)合材料，金屬材料或非金屬材料制成。 上述主梁帽由與葉片仿型的主梁兩端設(shè)卡槽形成，本發(fā)明用兩根，分別對(duì)應(yīng)置于 上下外殼模的兩側(cè)。主梁為浸透樹(shù)脂的增強(qiáng)材料制得，?？ú垡彩窃鰪?qiáng)材料，用手糊法制作 四根角件，在上下主梁帽的內(nèi)表面各粘接兩根構(gòu)成卡槽。 上述主腹板為直條型板，本發(fā)明用兩根，使用時(shí)，兩根主腹板平行放置，兩端分別 置于主梁帽的卡槽內(nèi)。 將上述制作的相關(guān)部件準(zhǔn)備好后，進(jìn)行整體成型，具體步驟如圖所示
l，鋪放下葉殼成型材料 選擇內(nèi)腔為與下葉片外表面形狀配合的下外殼模，對(duì)葉片下外殼模清理并涂上通 用的脫模劑后，按常規(guī)制作膠衣層，膠衣初步固化后，鋪放下葉片成型用增強(qiáng)材料，葉殼共 三層，具體鋪放為第一層預(yù)浸的玻璃纖維多軸向織物或氈，該層平鋪在模腔的內(nèi)壁上，第 二層為梁帽和PVC泡沫或balsa芯木，梁帽為一對(duì)，其中一個(gè)鋪設(shè)在模腔的中間位置上，另 一個(gè)用于上外殼模腔，在梁帽的兩側(cè)鋪設(shè)PVC泡沫或balsa芯木，最后再在其上鋪一層與第 一層類(lèi)似的的預(yù)浸漬樹(shù)脂的玻璃纖織物或氈，鋪設(shè)時(shí)注意的是在下葉殼模的全部邊緣上預(yù) 留部分或全部上葉殼邊緣成型用的預(yù)浸漬樹(shù)脂的玻璃纖維增強(qiáng)材料，其預(yù)留的量要足夠平 鋪上外殼邊緣。在該工序中，預(yù)浸漬玻璃纖織物或氈與樹(shù)脂之間的重量比為100 : 25-35。
2，安放腹板，芯模及真空袋壓輔助材料布置。 在上述下外殼內(nèi)安放腹板到主梁帽定位槽內(nèi)，槽內(nèi)預(yù)先注有充分的膠粘劑以保證 腹板與主梁帽的連接，安放腹板后，下模腔被分成三個(gè)部分，分別在三部分下部依次鋪放導(dǎo) 流管，在導(dǎo)流管上平鋪導(dǎo)流網(wǎng)，接著在導(dǎo)流網(wǎng)上安放氣囊芯模，對(duì)氣囊芯模充氣，使氣囊芯 模膨脹至其表面與葉殼的內(nèi)型面形狀相同的狀態(tài)，作用是形成上葉殼成型材料的支撐面。 一切布置完畢后，再在氣囊芯模上布置導(dǎo)流網(wǎng)，導(dǎo)流管，布置要求與在下外模殼內(nèi)的布置要 求相同。但氣囊芯模上的導(dǎo)流管布置完畢后，將其與下外模殼內(nèi)的導(dǎo)流管相連接，然后將主 導(dǎo)流管從模具根部導(dǎo)出至模具的外部，與樹(shù)脂收集器連接，樹(shù)脂收集器再與真空泵連接。
3，鋪放上葉殼成型材料
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在芯模的外表面首先把下葉殼模邊緣上預(yù)留的部分或全部上外殼成型用預(yù)浸漬 增強(qiáng)材料鋪放到氣囊的上邊緣，對(duì)葉尖等無(wú)法通過(guò)氣囊承壓的區(qū)域可用彈性材料鋪層，接 著鋪放上葉殼所需的其它增強(qiáng)材料，該材料還是為三層，具體與下葉殼的增強(qiáng)材料層相同。
4，密封合模 在鋪放上葉殼增強(qiáng)材料的同時(shí)，對(duì)葉片上外殼模清理并施加脫模材料后，制作膠 衣層，膠衣初步固化后，上下葉殼模合模，仔細(xì)檢查全部邊緣確保完全處于密封狀態(tài)，必要 時(shí)可采用密封膠加固密封。
5，真空袋壓 開(kāi)啟真空泵，打開(kāi)真空袋的通氣口，通過(guò)抽真空對(duì)上下葉殼成型材料施加大氣壓
并抽出多余的樹(shù)脂，直至管路內(nèi)樹(shù)脂凝膠固化后停止抽真空。 6，固化成型及整理 打開(kāi)模具自身的加熱裝置，按固化工藝要求使葉片充分固化后脫去上下外模，并 清理四周邊緣，從葉片敞開(kāi)的尾部取出內(nèi)部放氣后的氣囊，必要時(shí)可清理內(nèi)部真空成型輔 助材料包括真空袋，導(dǎo)流網(wǎng)，真空管路等，葉片成型完畢。
權(quán)利要求
一種風(fēng)電葉片整體一次成型工藝，其特征在于所述風(fēng)電葉片整體一次成型工藝為先在下葉殼模內(nèi)鋪放下葉殼成型的預(yù)浸漬增強(qiáng)材料及真空成型的輔助材料，在全部或部分邊緣上預(yù)留上葉殼邊緣用預(yù)浸漬增強(qiáng)材料，然后在增強(qiáng)材料層上設(shè)立兩根平行的腹板，將模具型腔分成三個(gè)密封腔體，再分別在腔體內(nèi)設(shè)置充氣的氣囊芯模，然后在氣囊芯模上鋪放真空成型的輔助材料，再鋪放下葉殼邊緣預(yù)留的增強(qiáng)材料至上芯模邊緣，并在芯模的其余中間部位鋪設(shè)預(yù)浸漬增強(qiáng)材料，最后合模采用抽真空的方式抽出多余樹(shù)脂從導(dǎo)流管中流出，待固化后形成葉片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電葉片整體一次成型工藝，其特征在于所述葉殼成 型的增強(qiáng)材料為三層，所述三層增強(qiáng)材料分別為第一、三層為多層預(yù)浸漬有樹(shù)脂的玻璃纖 維多軸向織物或氈，鋪設(shè)時(shí)，該兩層在葉片邊緣連續(xù)；中間層為梁帽及梁帽兩側(cè)鋪設(shè)的PVC 泡沫或balsa芯木。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種風(fēng)電葉片整體一次成型工藝，其特征在于所述增強(qiáng)材 料及夾芯材料預(yù)浸漬的成分為樹(shù)脂，增強(qiáng)材料層控制樹(shù)脂重量含量在25% _35%范圍內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電葉片整體一次成型工藝，其特征在于所述梁帽為 一對(duì)，由與葉片仿型的主梁兩端設(shè)卡槽形成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電葉片整體一次成型工藝，其特征在于所述輔助材 料為導(dǎo)流管、導(dǎo)流網(wǎng)、真空袋；所述導(dǎo)流管由數(shù)根縱向主管和眾多橫向次級(jí)管路連接構(gòu)成， 其末端均伸向葉殼的尾端，通向外界；所述導(dǎo)流網(wǎng)為網(wǎng)格狀，平鋪在導(dǎo)流管上；所述真空袋 貼靠在氣囊芯模上，包圍氣囊芯模密封。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電葉片整體一次成型工藝，其特征在于所述氣囊芯 模充氣后的上下面為上下葉片內(nèi)型面的仿型結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電葉片整體一次成型工藝，其特征在于所述腹板為 直條型板。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種風(fēng)電葉片整體一次成型工藝，其特征在于該葉片為兩步成型，先用下模成型葉片的一部分，再用上模成型剩余的部分合模形成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于整體成型復(fù)合材料葉片外殼，上下外殼接合處玻璃纖維連續(xù)，大大提高了葉片的整體性能，葉殼成為閉合結(jié)構(gòu)，具備了更高的承載能力，因而可以減輕作為主承力件的主梁的重量，同時(shí)徹底排除了因粘接質(zhì)量引起葉片失效的可能性。
文檔編號(hào)B29C70/54GK101704300SQ20091017836
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者儲(chǔ)開(kāi)明, 姜鵠, 崔佰君, 顧清波 申請(qǐng)人:江蘇九鼎新材料股份有限公司