一種大型風(fēng)電葉片整體成型方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大型風(fēng)電葉片整體成型方法，所述大型風(fēng)電葉片的成型模具傾斜或垂直設(shè)置，基體通過重力澆鑄的方法并利用成型模具型腔與基體儲罐之間高度差產(chǎn)生的壓力進入成型模具的型腔內(nèi)；其具體步驟為鋪放下葉殼成型材料、安放氣囊芯模、放上葉殼成型材料、密封合模、氣囊芯模充氣、重力澆鑄、固化成型及整理。本發(fā)明的優(yōu)點在于：采用重力澆鑄，將大型風(fēng)電葉片的成型模具傾斜或垂直設(shè)置，基體通過重力澆鑄的方法并利用成型模具型腔與基體儲罐之間高度差產(chǎn)生的壓力進入成型模具的型腔內(nèi)，節(jié)能的同時，且易排凈澆鑄過程中的氣泡，提高了生產(chǎn)葉片的品質(zhì)，使得葉片性能穩(wěn)定。
【專利說明】一種大型風(fēng)電葉片整體成型方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種大型風(fēng)電葉片整體成型方法，具體是一種利用重力澆鑄提高產(chǎn)品 品質(zhì)與性能的大型風(fēng)力葉片整體成型方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)力發(fā)電機葉片技術(shù)是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)之一，大型風(fēng)電葉片采用玻璃纖維 增強材料在模具內(nèi)被樹脂充分浸漬，排除氣泡，然后樹脂在常溫或加溫下固化，脫模后即成 為葉片制品，目前國內(nèi)外已開始采用手糊FRP法或樹脂傳遞模塑RTM法整體成型。
[0003] 手糊FRP法是利用人工將樹脂與纖維增強材料進行浸漬、排氣，其工作效率低、污 染大，工作環(huán)境較差。
[0004] 樹脂傳遞模塑RTM法是一種介于手糊方法和SMC方法之間適合中等批量生產(chǎn)的閉 模成型方法，需要利用壓力差將液態(tài)樹脂注入模腔，浸潤玻璃纖維增強材料，然后經(jīng)固化、 脫模后形成產(chǎn)品；其相對于傳統(tǒng)手糊法相比，大大提高了工作效率，且改善了工作環(huán)境；但 對于大型風(fēng)電葉片，由于其體積較大，需要采用大型的RTM成型設(shè)備，且對設(shè)備的要求高， RTM成型設(shè)備比較昂貴，增加了生產(chǎn)成本。
[0005] 在專利號為CN I00385114C的發(fā)明專利，一種復(fù)合材料風(fēng)力機葉片及制備方法， 復(fù)合材料風(fēng)力機葉片，由增強纖維布、樹脂基、連接件、芯料組成，連接件由端部法蘭和 喇叭狀錐管構(gòu)成，錐管靠法蘭處的直徑最小，葉片端部殼體為倒錐管，與連接件的喇叭狀錐 管之間構(gòu)成緊密嵌套；葉片殼體由浸潤過樹脂的增強纖維布經(jīng)中溫柔性芯與模腔擠壓一次 成型,芯料在葉殼成型后再填充進去； 其葉片的制備方法是：纖維布包裹柔性芯袋和連接件并置于成型模的上下模腔之間， 其中柔性芯袋內(nèi)設(shè)置有加熱裝置，連接件置于葉根端，合攏上下模腔、抽真空、注入樹脂，向 柔性芯袋內(nèi)充液體使芯袋與模腔形成密實擠壓、或向柔性芯袋內(nèi)充氣體使芯袋與模腔形成 密實擠壓，起動加熱裝置、升溫固化，固化后脫去模腔、釋放柔性芯袋中的液體或者氣體并 退袋，再在空心葉殼內(nèi)填充芯料、表面修飾，得到復(fù)合材料風(fēng)力機葉片。
[0006] 上述的葉片采用傳統(tǒng)的RTM法，利用真空壓力，利用樹脂自高壓向低壓向流動實 現(xiàn)充型、浸漬；充型時，模腔內(nèi)的氣泡不易排凈，使得制得的葉片內(nèi)有氣泡，影響了葉片的品 質(zhì)和性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種利用重力澆鑄提高產(chǎn)品品質(zhì)與性能的大型 風(fēng)力葉片整體成型方法。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種大型風(fēng)力葉片整體成型方法，所 述大型風(fēng)力葉片采用玻璃纖維增強材料與基體整體固化成型，其創(chuàng)新點在于：所述大型風(fēng) 電葉片的成型模具傾斜或垂直設(shè)置，基體通過重力澆鑄的方法并利用成型模具型腔與基體 儲罐之間高度差產(chǎn)生的壓力進入成型模具的型腔內(nèi)。
[0009] 進一步地，成型模具與水平面的夾角為36° -90°。
[0010] 進一步地，所述基體儲罐位于成型模具的上方，所述成型模具的澆口位于模具底 部，且基體儲罐液面與成型模具型腔頂部的高度差h h=p/ P g P為澆鑄成型模具型腔頂部所需的壓強，g為常量9. 8n/kg，P為基體的密度。
[0011] 進一步地，基體儲罐液面與成型模具型腔頂端的高度差h最小為12?18m。
[0012] 進一步地，所述成型方法具體步驟如下： a. 鋪放下葉殼成型材料，選擇內(nèi)腔為與葉片外表面形狀配合的下葉殼模，對葉片下葉 殼模清理并涂上脫模劑，按常規(guī)制作膠衣層，膠衣初步固化后，鋪放葉片成型用玻璃纖維增 強材料； b. 安放氣囊芯模，氣囊芯模外型為葉片內(nèi)腔仿型，對氣囊充氣，至氣囊外型略小于葉片 內(nèi)腔狀態(tài)，安放于對應(yīng)的內(nèi)腔中； c. 鋪放上葉殼成型材料，在氣囊芯模上鋪放上葉片成型用玻璃纖維等增強材料； d. 密封合模，選擇內(nèi)腔為與葉片外表面形狀配合的上葉殼模，對葉片上葉殼模清理并 涂上脫模劑，然后將上葉殼模與下葉殼模密封合模； e. 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)； f. 重力澆鑄，將合模后的成型模具垂直或傾斜設(shè)置，將基體儲罐設(shè)置在成型模具的上 方，澆口設(shè)置于成型模具的底部，利用成型模具型腔與基體儲罐之間高度差產(chǎn)生的壓力向 成型模模腔內(nèi)注射基體； g. 固化成型及整理，打開成型模具的加熱裝置，按固化工藝要求使葉片充分固化后脫 去上下葉殼模，清理四周邊緣，從葉片敞開的尾部取出內(nèi)部放氣后的氣囊芯模，葉片成型完 畢。
[0013] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：玻璃纖維通常用作復(fù)合材料中的增強材料，早期在采用玻璃 纖維制作復(fù)合材料制品時，利用了金屬澆鑄的方法，金屬澆鑄的方法通常包括壓鑄、重力鑄 及離心澆鑄，重力澆鑄是利用金屬液自身的重力進行充型，由于樹脂的比重較低，本領(lǐng)域技 術(shù)人員認為重力澆鑄無法排凈澆鑄過程中的氣泡，無法實現(xiàn)大型風(fēng)電葉片的整體成型。
[0014] 本發(fā)明采用傳統(tǒng)的重力澆鑄，將大型風(fēng)電葉片的成型模具傾斜或垂直設(shè)置，基體 通過重力澆鑄的方法并利用成型模具型腔與基體儲罐之間高度差產(chǎn)生的壓力進入成型模 具的型腔內(nèi)，節(jié)能的同時，且易排凈澆鑄過程中的氣泡，提高了生產(chǎn)葉片的品質(zhì)，使得葉片 性能穩(wěn)定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明的大型風(fēng)電葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖2為本發(fā)明的成型模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖3為本發(fā)明的一種大型風(fēng)電葉片整體成型方法的方法流程圖。

【具體實施方式】
[0018] 本發(fā)明的大型風(fēng)力葉片，結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括葉片1與葉根2。
[0019] 實施例1 如圖2所示，本發(fā)明的一種大型風(fēng)電葉片整體成型方法，大型風(fēng)力葉片由玻璃纖維增 強材料與基體通過重力澆鑄方法整體固化成型，具體為：將大型風(fēng)電葉片的成型模具傾斜 或垂直設(shè)置，基體3通過重力澆鑄的方法并利用成型模具型腔與基體儲罐4之間高度差產(chǎn) 生的壓力進入成型模具的型腔內(nèi)； 采用的成型模具結(jié)構(gòu)為：包括下葉殼模5、上葉殼模6、氣囊芯模7、玻璃纖維增強材料 8及澆口 9。
[0020] 本實施例中，成型葉片的長度為34m，功率為1. 5麗 一：為了方便燒鑄使成型模具大端10在下，小端11在上。
[0021] 二：成型模具傾斜或垂直設(shè)置，該成型模具的長軸與水平面的夾角為a，a為 36。-90。； 具體實施時，澆口位于成型模具型腔底部，當(dāng)h滿足充型要求時，角度a與重力澆鑄時 葉片外光質(zhì)量的關(guān)系表：

【權(quán)利要求】
1. 一種大型風(fēng)電葉片整體成型方法，所述大型風(fēng)力葉片采用玻璃纖維增強材料與基體 整體固化成型，其特征在于：所述大型風(fēng)電葉片的成型模具傾斜或垂直設(shè)置，基體通過重力 澆鑄的方法并利用成型模具型腔與基體儲罐之間高度差產(chǎn)生的壓力進入成型模具的型腔 內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型風(fēng)電葉片整體成型方法，其特征在于：成型模具與 水平面的夾角為36° -90°。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型風(fēng)電葉片整體成型方法，其特征在于：所述基體儲 罐位于成型模具的上方，所述成型模具的澆口位于模具底部，且基體儲罐液面與成型模具 型腔頂部的高度差h h=p/ P g P為澆鑄成型模具型腔頂部所需的壓強，g為常量9. 8n/kg，P為基體的密度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大型風(fēng)電葉片整體成型方法，其特征在于：基體儲罐液 面與成型模具型腔頂端的高度差h最小為12?18m。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型風(fēng)電葉片整體成型方法，其特征在于：所述成型方 法具體步驟如下： 鋪放下葉殼成型材料，選擇內(nèi)腔為與葉片外表面形狀配合的下葉殼模，對葉片下葉殼 模清理并涂上脫模劑，按常規(guī)制作膠衣層，膠衣初步固化后，鋪放葉片成型用玻璃纖維增強 材料； 安放氣囊芯模，氣囊芯模外型為葉片內(nèi)腔仿型，對氣囊充氣，至氣囊外型略小于葉片內(nèi) 腔狀態(tài)，安放于對應(yīng)的內(nèi)腔中； 鋪放上葉殼成型材料，在氣囊芯模上鋪放上葉片成型用玻璃纖維等增強材料； 密封合模，選擇內(nèi)腔為與葉片外表面形狀配合的上葉殼模，對葉片上葉殼模清理并涂 上脫模劑，然后將上葉殼模與下葉殼模密封合模； 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)； 重力澆鑄，將合模后的成型模具垂直或傾斜設(shè)置，將基體儲罐設(shè)置在成型模具的上方， 澆口設(shè)置于成型模具的底部，利用成型模具型腔與基體儲罐之間高度差產(chǎn)生的壓力向成型 模模腔內(nèi)注射基體； 固化成型及整理，打開成型模具的加熱裝置，按固化工藝要求使葉片充分固化后脫去 上下葉殼模，清理四周邊緣，從葉片敞開的尾部取出內(nèi)部放氣后的氣囊芯模，葉片成型完 畢。
【文檔編號】B29C70/54GK104385623SQ201410506638
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】顧清波 申請人:江蘇九鼎新材料股份有限公司