一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法
【專利摘要】一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法，適用于大厚度復(fù)合材料制品的灌注成型。本發(fā)明針對(duì)風(fēng)電葉片制品真空鋪助灌注成型工藝中存在的問題，通過在成型工藝中增設(shè)支撐平臺(tái)（5）和隔離板（4），分離注膠管（6）與復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層（1）之間的接觸，降低樹脂在灌注過程中初期的流速，以避免樹脂“沖擊式”進(jìn)入增強(qiáng)織物內(nèi)部，使樹脂與增強(qiáng)織物之間有充分的浸潤時(shí)間，從而減少浸潤不良和含膠不足的情況發(fā)生。在復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層（1）表面鋪放分散性較強(qiáng)的導(dǎo)流介質(zhì)（8）形成剝離層（2）可收集樹脂中通過支撐平臺(tái)（5）和隔離板（4）分散析出的氣泡，并使氣泡進(jìn)一步變小，易被抽走，而達(dá)到解決制品灌注發(fā)白缺陷的目的。
【專利說明】一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合材料真空輔助灌注成型【技術(shù)領(lǐng)域】，主要涉及一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在復(fù)合材料眾多的成型工藝中，真空輔助灌注成型工藝因其模具投入成本低，受產(chǎn)品外形尺寸限制較小，能制造大型構(gòu)件等優(yōu)勢(shì)而被風(fēng)力發(fā)電葉片產(chǎn)品的制造所采用。目前，復(fù)合材料真空輔助灌注成型工藝的主要流程是:1、預(yù)先在模具上鋪放增強(qiáng)織物——玻璃纖維布；2、在增強(qiáng)織物上布設(shè)導(dǎo)流網(wǎng)、注膠管，并在制品外布置抽氣介質(zhì)和抽氣管，建立真空系統(tǒng)；3、利用真空泵使整個(gè)系統(tǒng)處于真空負(fù)壓狀態(tài)，這時(shí)導(dǎo)入樹脂，完成灌注、固化成型。上述復(fù)合材料真空輔助灌注成型工藝在應(yīng)用中對(duì)一般復(fù)合材料制品來說無異是成功的，而對(duì)具有一定厚度要求的風(fēng)電葉片制品來說，當(dāng)灌注工序完成之后在葉片制品表面會(huì)出現(xiàn)灌注發(fā)白缺陷，這種灌注發(fā)白缺陷主要集中在注膠管路附近區(qū)域，而且隨著復(fù)合材料厚度的加大其灌注發(fā)白缺陷的嚴(yán)重程度也隨之增加。分析結(jié)果表明，在對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行灌注時(shí)，產(chǎn)品內(nèi)部可能因孔隙、樹脂浸潤不良，氣泡聚集及含膠不足等原因?qū)е庐a(chǎn)品表面出現(xiàn)灌注發(fā)白缺陷。而這種缺陷的存在會(huì)使產(chǎn)品的強(qiáng)度、疲勞性能有所下降，特別是對(duì)大厚度復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的風(fēng)電葉片來說，其葉片根部玻璃纖維布增強(qiáng)織物層大于100層，風(fēng)電葉片根部作為剛性連接的主要承力件，受循環(huán)交變載荷長期作用，灌注發(fā)白缺陷的存在將直接影響風(fēng)電葉片使用壽命，并導(dǎo)致安全隱患。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]鑒于現(xiàn)有風(fēng)電葉片制品所采用的真空輔助灌注成型工藝技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法，該方法通過增設(shè)支撐平臺(tái)和隔離板，分離注膠管與復(fù)合材料增強(qiáng)織物制品之間的接觸，降低樹脂在灌注過程中初期流動(dòng)速度，以避免樹脂“沖擊式”進(jìn)入增強(qiáng)織物內(nèi)部，使樹脂與增強(qiáng)織物之間有充分的時(shí)間浸潤，從而減小浸潤不良和含膠不足等情況發(fā)生。而在復(fù)合材料表面放置剝離層，可收集樹脂中通過支撐平臺(tái)和隔離板分散析出的氣泡，并使氣泡進(jìn)一步變小，易被抽走，而達(dá)到解決灌注發(fā)白缺陷的目的。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采取的具體技術(shù)方案是:一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法，具體步驟如下:
1、按設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)要求完成復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層及其它材料的鋪放，完成結(jié)構(gòu)鋪層工
序;
2、在復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層表面鋪放一種纖維織物或氈類或隔離膜或者脫模布分散性較強(qiáng)的導(dǎo)流介質(zhì)組成剝離層；
3、在鋪放剝離層的鋪層表面鋪放導(dǎo)流介質(zhì)——導(dǎo)流網(wǎng)；
4、放置隔離板，將采用隨形性好的半剛性材料制做的厚度為1.0mm?2.0mm的隔離板放在導(dǎo)流網(wǎng)上；
5、將支撐平臺(tái)放置在隔離板的上方，注膠管裝在支撐平臺(tái)上，支撐平臺(tái)使注膠管與復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層之間形成一定的距離，通過導(dǎo)流介質(zhì)連接注膠管和導(dǎo)流網(wǎng)，完成灌注系統(tǒng)的布置；
6、布置抽氣系統(tǒng)，連接抽氣管與抽氣介質(zhì)，在制品整體表面覆蓋真空袋膜，并用密封膠帶將真空袋膜密封后用真空泵使抽氣系統(tǒng)保持真空狀態(tài)；
7、真空灌注、固化成型。
[0005]8、在脫模工序中，按順序先除去導(dǎo)流介質(zhì)、隔離板及其他輔助材料，然后從制品表面脫下剝離層，得到復(fù)合材料制品。
[0006]所述的一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法，其中支撐平臺(tái)是截面為梯型形狀的平行體結(jié)構(gòu)；所述的一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法，其中支撐平臺(tái)采用聚乙烯(PE)、聚氨酯(PU)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯丙烯腈(SAN)泡沫材料制作；所述的一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法，其中隔離板采用玻璃鋼薄板或硅橡膠薄板制作；所述的一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法，其中剝離層采用隔離膜、脫模布、纖維織物、氈類材料制作。所述的一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法，其中，復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層為玻璃纖維布。
[0007]本發(fā)明所述的一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法，能夠有效防止大厚度復(fù)合材料制品在成型過程中防止樹脂灌注時(shí)對(duì)復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層的沖擊灌注，使樹脂與增強(qiáng)織物鋪層有充分的時(shí)間進(jìn)行浸潤，設(shè)置剝離層能使樹脂內(nèi)的氣泡等聚集在剝離層內(nèi)，避免灌注發(fā)白的缺陷產(chǎn)生，明顯改善和提高了大厚度復(fù)合材料制品的質(zhì)量和使用壽命。以大型風(fēng)力發(fā)電葉片為例，采用本發(fā)明的灌注成型方法，其葉片根部灌注效果十分顯著。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的灌注成型方法示意圖；
圖中:1、復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層；3、導(dǎo)流網(wǎng)；6、注膠管；7、注膠口 ；9、真空袋膜；10、抽氣介質(zhì)；11、抽氣管；12、密封膠帶；13、模具。
[0009]圖2為本發(fā)明的灌注成型方法示意圖。
[0010]圖中:1、復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層；2、剝離層；3、導(dǎo)流網(wǎng)；4、隔離板；5、支撐平臺(tái)；
6、注膠管；7、注膠口 ；8、導(dǎo)流介質(zhì)；9、真空袋膜；10、抽氣介質(zhì)；11、抽氣管；12、密封膠帶；13、模具。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如下:
如圖2所示，本發(fā)明所述的一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法，其具體步驟如下:
1、按設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要求在模具13上進(jìn)行復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層I及其他材料的鋪放，完成
結(jié)構(gòu)鋪層工序；
2、建立灌注系統(tǒng)，在復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層I表面鋪放剝離層2，剝離層2是選用孔隙率小、分散性強(qiáng)的隔離膜或脫模布或纖維織物或者氈類材料制作的，其作用是可以收集樹脂中通過支撐平臺(tái)5和隔離板4分散后析出氣泡，使泡變小并被抽走。在鋪放剝離層2的鋪層表面鋪放導(dǎo)流網(wǎng)3，然后將隨形性好的半剛性材料玻璃鋼薄板或者硅橡膠薄板制作的隔離板4放在導(dǎo)流網(wǎng)3上，隔離板4的厚度為1.0mm?2.0mm。支撐平臺(tái)5放置在隔離板4的上方，支撐平臺(tái)5是截面為梯型形狀的平行體結(jié)構(gòu)。注膠管6安裝在支撐平臺(tái)5上，支撐平臺(tái)5使注膠管6與復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層I之間形成一定的距離，可避免注膠管6和復(fù)合材料織物鋪層I之間直接接觸，降低樹脂在灌注過程中初期的流速，使樹脂與織物鋪層間有充分的時(shí)間進(jìn)行浸潤。由導(dǎo)流介質(zhì)8連接注膠管6和導(dǎo)流網(wǎng)3，形成整個(gè)灌注系統(tǒng)；
3、在復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層I周圍布置抽氣系統(tǒng)，用抽氣管11與復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層I內(nèi)的抽氣介質(zhì)10聯(lián)通，然后用真空袋膜9覆蓋住制品的整體表面并使用密封膠帶12密封，用真空泵使抽氣系統(tǒng)保持真空狀態(tài)；
4、灌注及固化脫模，樹脂通過注膠口7靠真空壓力吸入復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層1，灌注、固化。脫模時(shí)先除去導(dǎo)流介質(zhì)8、隔離板3、支撐平臺(tái)5及相關(guān)輔助材料，然后將剝離層3從制品表面脫下，剝離層3將收集到的氣泡帶走，得到無缺陷的風(fēng)電葉片制品。
【權(quán)利要求】
1.一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法，其特征是:大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法是: 1)按設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)要求完成復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層(I)及其它材料的鋪放工序； 2)在復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層(I)表面鋪放分散性較強(qiáng)的導(dǎo)流介質(zhì)(8)形成剝離層(2); 3)在剝離層(2)鋪層表面鋪放導(dǎo)流網(wǎng)(3)； 4)將采用半剛性材料制做的厚度為1.0mm~2.0mm的隔離板(4)放置在導(dǎo)流網(wǎng)(3)上； 5)把截面為梯型形狀的平行體結(jié)構(gòu)的支撐平臺(tái)(5)放置在隔離板(4)上方，注膠管(6)裝在支撐平臺(tái)(5)上，與復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層(I)間形成一定的距離，通過導(dǎo)流介質(zhì)(8)連接注膠管(6 )和導(dǎo)流網(wǎng)(3 )，形成灌注系統(tǒng)； 6)連接抽氣管(11)與抽氣介質(zhì)(10)，在制品整體表面覆蓋真空袋膜，用密封膠帶(12)將真空袋膜密封后采用真空泵使抽氣系統(tǒng)保持真空狀態(tài)； 7)真空灌注、固化成型，完成脫膜工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法，其特征是:支撐平臺(tái)(5)采用聚乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯泡沫材料制作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法，其特征是:隔離板(4)采用玻璃鋼薄 板或者硅橡膠薄板制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法，其特征是:剝離層(2)采用纖維織物或者氈類材料制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大厚度區(qū)域復(fù)合材料制品灌注成型方法，其特征是:復(fù)合材料增強(qiáng)織物鋪層(I)為玻璃纖維布。
【文檔編號(hào)】B29C70/34GK104015375SQ201410243911
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】吳雙, 姜志超, 王新文 申請(qǐng)人:洛陽雙瑞風(fēng)電葉片有限公司