專利名稱：一種大型風(fēng)力葉片整體成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大型風(fēng)力葉片整體成型工藝，具體是一種采用抽真空的技術(shù)，將
葉片整體成型的工藝。
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，目前中小型葉片，國外已開 始采用RTM工藝整體成型，但兆瓦級復(fù)合材料風(fēng)機(jī)葉片均通過分體多步成型，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，粘接處開裂成了葉 片的重要質(zhì)量問題之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，失效的葉片約20%是由于粘接質(zhì)量引起的，因而大大影響 了復(fù)合材料葉片性能的充分發(fā)揮，降低葉片的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要任務(wù)在于提供一種大型風(fēng)力葉片共固化整體成型工藝，具體是一種 能使上下葉殼結(jié)合處玻璃纖維連續(xù)，葉殼成為閉合結(jié)構(gòu)，葉片的整體性能提高且承載能力 也相應(yīng)提高的大型風(fēng)力葉片共固化整體成型工藝。 為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的一種大型風(fēng)力葉片整體成型工藝，所述大型風(fēng) 力葉片為浸制有樹脂的玻璃纖維復(fù)合材料整體固化成型構(gòu)成，其特征在于所述成型工藝 為先采用真空導(dǎo)流工藝成型上葉殼，在鋪設(shè)上葉殼增強(qiáng)材料時將邊緣，即上下葉殼結(jié)合處 的增強(qiáng)材料由外向內(nèi)逐層增加寬度鋪設(shè)成刀刃狀，再在成型后的上葉殼腔體內(nèi)固定連接兩 塊預(yù)制主腹板；然后在下葉殼模內(nèi)鋪放預(yù)浸漬樹脂的成型材料，鋪設(shè)預(yù)浸漬增強(qiáng)材料時，在 下葉殼的模具法蘭翻邊上由外向內(nèi)逐層遞減預(yù)留用于與上葉殼邊緣刀刃狀相配合的增強(qiáng) 材料，最后將上下葉殼合模，下葉殼模具法蘭翻邊上的增強(qiáng)材料重新鋪設(shè)至上葉殼結(jié)合面 處，上下葉殼增強(qiáng)材料成為一個整體，以真空袋壓法固化成型后，除去輔助材料整理得整體 的大型風(fēng)力葉片。 進(jìn)一步地，所述下葉片的增強(qiáng)材料為預(yù)浸制樹脂的增強(qiáng)材料，且樹脂的含量控制 在小于35%。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明采用共固化技術(shù)，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，同時徹底排除了因粘接質(zhì)量引起葉片 失效的可能性。


圖1為本發(fā)明大型風(fēng)力葉片成型時的示意圖。
圖2為本發(fā)明大型風(fēng)力葉片的立體圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的大型風(fēng)力葉片如圖1、2所示，由葉片1、葉根2、主腹板3、主梁帽4構(gòu)成， 其結(jié)構(gòu)為在葉片1的根部整體成型葉根2，主梁帽4為兩根，分別整體成型在葉片1的上 下兩個葉殼內(nèi)，主腹板3為兩根，豎直安放在葉片1的腔體內(nèi)，且分別與葉片上下葉殼內(nèi)的 主梁帽4固定連接。 在制作上述大型風(fēng)力葉片時，葉根2和主梁帽4為常規(guī)真空導(dǎo)流工藝制得，主腹板 3為預(yù)浸漬樹脂的玻璃纖維材料通過常規(guī)真空袋壓法制得。主要的創(chuàng)新點(diǎn)在于葉片1的 制作工藝為先制得上葉殼la，再制作下葉殼lb，并在下葉殼lb固化前與已固化的上葉殼la 合模，下葉殼lb預(yù)留的預(yù)浸漬增強(qiáng)材料再鋪設(shè)至上葉殼la邊緣，上下葉殼對合處增強(qiáng)材料 連續(xù)，通過真空袋壓法固化為一個整體。
其整體葉片成型的工藝步驟如下
A、先制作主腹板3 采用真空袋壓法制作復(fù)合材料主腹板，制作方法如下首先對主腹板模具進(jìn)行 常規(guī)清潔整理，然后在模具的模腔內(nèi)平鋪脫模布，再依次鋪沒兩層預(yù)浸漬樹脂的多軸向織 物 一一 夾芯材料-一 兩層預(yù)浸漬樹脂的多軸向織物，然后在上述鋪好的主體材料上再平鋪 脫模布，最后在脫模布上按常規(guī)設(shè)樹脂導(dǎo)流網(wǎng)、并安放帶真空輔助膜的樹脂出口、真空袋， 真空袋在模具邊緣要做好密封。完畢后，開始抽真空，通過大氣壓把多余樹脂從樹脂出口抽 出，固化后去除真空成型輔助材料，對邊緣修整形成主腹板。本發(fā)明的主腹板共兩塊。
B、預(yù)制主梁帽4 采用真空導(dǎo)流法制作葉片上下兩根主梁。首先對主梁帽模具進(jìn)行常規(guī)清潔整理， 然后在模腔內(nèi)依次鋪放導(dǎo)流網(wǎng)一隔離模一脫模布一多軸向增強(qiáng)材料一脫模布一安放帶真 空輔助膜的樹脂出口一真空袋，真空袋在模具邊緣做好密封。最后抽真空，達(dá)到小于30MPA 真空度后通過真空負(fù)壓把樹脂吸入，直至全部浸透增強(qiáng)材料，等樹脂固化后，停止抽真空， 最后去除真空成型輔助材料，對邊緣修整，得到預(yù)制主梁帽。以上工藝為常用真空導(dǎo)流工 藝，具體細(xì)節(jié)在此不再累述。
C、預(yù)制葉根2 由于葉根厚度較大，可采用與預(yù)制主梁帽相似的工藝在葉根模具上預(yù)制葉根。預(yù) 制葉根長度1-1. 5M，厚度4-5CM。
D、制作上葉殼la 如圖所示，對葉片上外殼模清理并施加脫模材料后，按常規(guī)步驟制作膠衣層，膠衣 初步固化后，鋪放沿模腔平鋪外層纖維增強(qiáng)材料，上述纖維增強(qiáng)材料在全部邊緣上呈階梯 式由外向內(nèi)逐層加高增強(qiáng)材料，直至與模具邊緣平齊；接著在外層纖維增強(qiáng)材料上中部鋪 放其中一根預(yù)制主梁帽，在主梁帽以外的部位鋪設(shè)PVC泡沫或輕木夾芯材料，然后在葉片 的根部對應(yīng)放置預(yù)制葉根，最后鋪放內(nèi)層纖維增強(qiáng)材料，完成整個上葉殼主體材料的鋪設(shè)。 然后在主體材料上依次鋪放導(dǎo)流網(wǎng)和樹脂導(dǎo)流管，樹脂導(dǎo)流管可以為主干上設(shè)無數(shù)枝干， 也可以是主干上直接開很多小孔，形式可以多樣，只要能達(dá)到樹脂導(dǎo)流管的管口噴出的樹 脂能完全浸漬纖維增強(qiáng)材料即可；上述樹脂導(dǎo)流管鋪好后，在邊緣安放帶真空輔助膜的抽 真空基座，并在表面鋪放真空袋，在真空袋與模具邊緣處做好密封，最后，把抽真空管路與 抽真空基座相連。全部完畢后抽真空，真空度小于30MBAR后，通過真空負(fù)壓把樹脂吸入，直至完全浸透增強(qiáng)材料，等樹脂初步固化后，停止抽真空。再根據(jù)樹脂工藝要求充分固化后， 去除真空成型輔助材料，完成上葉殼的成型。
E、固定主腹板3并脫模修整 在上葉殼內(nèi)豎直安放兩塊預(yù)制主腹板到設(shè)計(jì)規(guī)定的位置，主腹板將上葉殼分成三 個空腔，主腹板根部和上葉殼底部通過手糊玻璃鋼過渡連接，手糊玻璃鋼固化后，將上葉殼 脫模并對邊緣修整。最后在三個空腔內(nèi)分別放置真空袋。
F、鋪放下葉殼lb的成型材料 同上葉殼類似，在葉片下外殼模清理并施加脫模材料后，按常規(guī)步驟制作膠衣層， 膠衣初步固化后，鋪放預(yù)先浸漬35%以下含量的樹脂的外層纖維增強(qiáng)材料，外層纖維增強(qiáng) 材料沿模腔平鋪，在其模具法蘭翻邊上由外向內(nèi)逐層遞減預(yù)留用于上邊緣的增強(qiáng)材料，直 至與模具邊緣平齊；然后將預(yù)制的另一塊主梁帽安放在上葉殼主梁帽相對應(yīng)的位置，最后 鋪放內(nèi)層纖維增強(qiáng)材料，完成整個下葉殼主體材料的鋪設(shè)。鋪設(shè)完畢后，在與上葉殼主腹板 對應(yīng)位置處安放連接下葉殼與主腹板的玻璃鋼角鐵，為了使主腹板與下殼體之間的誤差間 隙可調(diào)，在平行角鐵內(nèi)部填充適量膠粘劑。最后在內(nèi)層增強(qiáng)纖維材料上平鋪真空袋壓工藝 所必需的吸膠氈或?qū)Я骶W(wǎng)。
G、密封合模 將成型好的上葉殼翻轉(zhuǎn)并對合至下葉殼成型模上，與下模具準(zhǔn)確對位，把下葉殼 預(yù)留增強(qiáng)材料糊制到上葉殼邊緣，并與上葉殼邊緣嵌合形成整體葉殼，然后在下葉殼模法 蘭翻邊處布置好真空抽氣基座，再在全部上葉殼上覆蓋真空袋，并在下葉殼模邊緣設(shè)一圈 密封圈以便后續(xù)進(jìn)行真空密封，最后將葉片根部與葉片腔體內(nèi)部的三個真空袋做好密封， 并把真空管路與模具邊緣抽氣基座相連。
H、真空袋壓成型 第7步驟的真空管路的真空管路總管最終與樹脂收集罐相連，樹脂收集罐與真空 泵相連接。開啟真空泵，通過抽真空將多余的樹脂抽出，直至管路內(nèi)樹脂凝膠固化后停止抽 真空。然后，大型風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)的樹脂根據(jù)樹脂工藝要求充分固化后風(fēng)機(jī)葉片成型完畢，最后 去除真空成型輔助材料。
1、整理 清除四周邊緣及內(nèi)部真空成型輔助材料包括真空管路，真空袋，導(dǎo)流網(wǎng)等輔助材 料，對風(fēng)機(jī)葉片的邊緣進(jìn)行打磨處理，對葉片表面進(jìn)行正常涂裝處理后，風(fēng)機(jī)葉片即制備完 成。
權(quán)利要求
一種大型風(fēng)力葉片整體成型工藝，所述大型風(fēng)力葉片為纖維復(fù)合材料整體固化成型構(gòu)成，其特征在于所述成型工藝為先采用真空導(dǎo)流工藝成型上葉殼，在鋪設(shè)上葉殼增強(qiáng)材料時將邊緣，即上下葉殼結(jié)合處的增強(qiáng)材料由外向內(nèi)逐層增加寬度鋪設(shè)成刀刃狀，再在成型后的上葉殼腔體內(nèi)固定連接兩塊預(yù)制主腹板；然后在下葉殼模內(nèi)鋪放預(yù)浸漬樹脂的成型材料，鋪設(shè)預(yù)浸漬增強(qiáng)材料時，在下葉殼的模具法蘭翻邊上由外向內(nèi)逐層遞減預(yù)留用于與上葉殼邊緣刀刃狀相配合的增強(qiáng)材料，最后將上下葉殼合模，下葉殼模具法蘭翻邊上的增強(qiáng)材料重新鋪設(shè)至上葉殼結(jié)合面處，上下葉殼增強(qiáng)材料成為一個整體，以真空袋壓法固化成型后，除去輔助材料整理得整體的大型風(fēng)力葉片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型風(fēng)力葉片整體成型工藝，其特征在于所述下葉片 的增強(qiáng)材料為預(yù)浸制樹脂的增強(qiáng)材料，且樹脂的含量控制在小于35% 。
全文摘要
本發(fā)明主要公開了一種大型風(fēng)力葉片整體成型工藝，具體是先制得上葉殼，再制作下葉殼，并在下葉殼固化前與已固化的上葉殼合模，下葉殼預(yù)留的預(yù)浸漬增強(qiáng)材料再鋪設(shè)至上葉殼邊緣，上下葉殼對合處增強(qiáng)材料連續(xù)，通過真空袋壓法固化為一個整體。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明采用共固化技術(shù)，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B29C70/68GK101767469SQ20101010040
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者儲開明, 馮步軍, 崔佰軍, 胡林, 錢國強(qiáng), 顧清波 申請人:江蘇九鼎新材料股份有限公司