CN101564875B - 兆瓦级风电机组叶片电热模具的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种兆瓦级风电机组叶片电热模具及其制做方法。该叶片电热模具为层状结构，其中从上到下依次为：胶衣层，基层，加热层，保温层，外复合材料保护层，加热层为电热元件层。其制做方法包括有如下步骤：阳模准备；在阳模表面刷胶衣，形成胶衣层；在胶衣层上铺设玻璃布，形成基层；在基层上铺设加热层，待加热层固化后，在加热层上部铺保温层，(6)在保温层表面上铺外复合材料保护层，修模，即得叶片电热模具。优点在于：本发明的模具结构简单、无渗漏、泄漏现象；模具的温度可以提高而不易损坏，寿命较长，配高性能低表面负荷电热管，可靠性大大提高，模具寿命可提高一倍；电热管的铺放面积较大，热量传递均匀；模具制造工艺简单，可操作性强。
Description
技术领域：
本发明涉及一种模具及其制作方法，尤其是涉及一种兆瓦级风电机组叶片电热模具及其制作方法。
背景技术：
兆瓦级风电机组叶片主要采用环氧基树脂玻璃纤维增强复合材料，叶片模具制造技术成为叶片制造的关键技术之一。环氧树脂基的复合材料固化温度较高，其最终固化需要采用固化加温，对于高性能叶片，环氧树脂固化温度需要达到120℃。
现有的模具通用加热方式有水加热和油加热两种方式，叶片模具采用水加热方式，最高温度只能达到80℃，模具系统的温度可控性较差，而且加热水管道容易出现漏水等故障。采用导热油加热，模具温度可以达到120℃以上，但模具的制作成本较高，特别是导热油密封可靠性较差，同时无论是导热油加热还是水介质加热，模具的制作工艺都较为复杂。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种对叶片模具制造的工艺要求低、模具加热过程温度可控性好、模具生产制造成本低的一种兆瓦级风电机组叶片电热模具。
本发明的第二个目的在于提供一种针对兆瓦级风电机组叶片生产制造模具，提出一种结构简单、施工简单和结构可靠性高的电加热 方式的兆瓦级风电机组叶片模具的制作工艺方法。
本发明的第一个目的由如下技术方案实施：一种兆瓦级风电机组叶片电热模具，其为层状结构，其中从上到下依次为：胶衣层，基层，加热层，保温层，外复合材料保护层，所述加热层为电热元件层，所述电热元件层为不锈钢电热管盘旋环绕而成，其中相邻两根不锈钢电热管的间距为30-40mm，所述电热管的表面负荷为0.2-0.5W/cm2，所述电热管之间采用金属树脂混合物充填，且所述电热管包在所述金属树脂混合物内部。
所述金属树脂混合物为铝粉或铜粉和树脂的混合物，其中树脂选自环氧树脂或聚酯树脂的任一种，按重量比，其中铝粉或铜粉与树脂的重量比为1-1.5∶1。
所述保温层采用20～30mm的Balsa轻木。
本发明的第二个目的由如下技术方案实施：一种兆瓦级风电机组叶片电热模具的制作方法，其包括有如下步骤：(1)阳模准备；(2)在阳模表面刷胶衣，所述阳模表面的胶衣固化后，形成胶衣层；(3)在所述胶衣层上铺设玻璃布，所述胶衣层和所述玻璃布的复合材料固化后，形成厚度为6-10mm的基层；(4)在所述基层上铺设加热层，即电热元件层，所述电热元件层为不锈钢电热管盘旋环绕而成，其中相邻两根不锈钢电热管的间距为30-40mm，所述电热管的表面负荷为0.2-0.5W/cm2，所述电热管之间采用金属树脂混合物充填，且所述电热管包在所述金属树脂混合物内部；所述金属树脂混合物为铝粉或铜粉和树脂的混合物，其中树脂选自环氧树脂或聚酯树脂的任一种，按 重量比，其中铝粉或铜粉与树脂的重量比为1-1.5∶1。(5)待所述加热层固化后，在所述加热层上部铺保温层，所述保温层材料选用20～30mm的Balsa轻木；(6)在所述保温层表面上铺外复合材料保护层，所述外复合材料保护层为玻璃布层，所述玻璃布层厚度为6-8mm；待所述外复合材料保护层固化后，修模，即得兆瓦级风电机组叶片电热模具。
本发明的优点在于：本发明的模具结构简单、无渗漏、泄漏现象；模具的温度可以提高而不易损坏，寿命较长，配高性能低表面负荷电热管，可靠性大大提高，模具寿命可提高一倍；电热管离模具内表面较近，导热效果良好，可使模具效率大大提高；电热管的铺放面积较大，热量传递均匀；模具制造工艺简单，可操作性强；模具温度控制精度高。
本发明一种兆瓦级风电机组叶片电热模具的制作方法，能根据模具的不同的形状，合理地把电热管铺覆在内复合材料上，经导热树脂固化，形成一个导热效率高、制作模具方便，模具的可靠性高，寿命长。
附图说明：
图1为本发明兆瓦级风电机组叶片电热模具的剖面结构示意图。
图2为本发明兆瓦级风电机组叶片电热模具加热层的结构示意图。
图3为本发明兆瓦级风电机组叶片电热模具的制作方法的工艺流程图。
胶衣层1，基层2，加热层3，不锈钢电热管4，金属树脂混合物5， 保温层6，外复合材料保护层7，
具体实施方式：兆瓦级风电机组叶片电热模具，其为层状结构，其中从上到下依次为：胶衣层1，基层2，加热层3，保温层6，外复合材料保护层7，加热层3为电热元件层，电热元件层为不锈钢电热管4盘旋环绕而成，其中相邻两根不锈钢电热管4的间距为30-40mm，电热管4的表面负荷为0.2-0.5W/cm2，电热管4之间采用金属树脂混合物5充填，且电热管4包在金属树脂混合物5内部。
保温层6采用20～30mm的Balsa轻木。
其中金属树脂混合物5为铝粉和树脂的混合物，其中树脂选自环氧树脂，按重量比，其中铝粉与环氧树脂的重量比为1∶1。
金属树脂混合物5也可以为铜粉和树脂的混合物，其中树脂选自聚酯树脂，按重量比，其中铜粉与聚酯树脂的重量比为1.5∶1。
金属树脂混合物5也可以为铝粉和树脂的混合物，其中树脂选自聚酯树脂，按重量比，其中铝粉与聚酯树脂的重量比为1.2∶1。
该兆瓦级风电机组叶片电热模具的制作方法，其包括有如下步骤：(1)阳模准备，将阳模清理干净；(2)在阳模表面刷胶衣，所述阳模表面的胶衣固化后，形成胶衣层1；(3)在胶衣层1上铺设玻璃布，胶衣层1和玻璃布的复合材料固化后，形成厚度为6-10mm的基层2；(4)在基层2上铺设加热层3，即电热元件层，电热元件层为不锈钢电热管4盘旋环绕而成，其中相邻两根不锈钢电热管4的间距为30-40mm，电热管4的表面负荷为0.2-0.5W/cm2，电热管4之间采用金属树脂混合物充填，且电热管4包在金属树脂混合物5内部；(5) 待加热层3固化后，在加热层3上部铺保温层6，保温层6材料选用20～30mm的Balsa轻木；(6)在保温层6表面上铺外复合材料保护层7，外复合材料保护层7为玻璃布层，玻璃布层厚度为6-8mm；待外复合材料保护层7固化后，修模，即得兆瓦级风电机组叶片电热模具。
Claims (2)
1.一种兆瓦级风电机组叶片电热模具的制作方法，其包括有如下步骤：(1)阳模准备；(2)在阳模表面刷胶衣，所述阳模表面的胶衣固化后，形成胶衣层；(3)在所述胶衣层上铺设玻璃布，所述胶衣层和所述玻璃布的复合材料固化后，形成厚度为6-10mm的基层；(4)在所述基层上铺设加热层，(5)待所述加热层固化后，在所述加热层上部铺保温层，(6)在所述保温层表面上铺外复合材料保护层，所述外复合材料保护层为玻璃布层，所述玻璃布层厚度为6-8mm；待所述外复合材料保护层固化后，修模，即得兆瓦级风电机组叶片电热模具；其特征在于，
(4)在所述基层上铺设加热层，即电热元件层，所述电热元件层为不锈钢电热管盘旋环绕而成，其中相邻两根不锈钢电热管的间距为30-40mm，所述电热管的表面负荷为0.2-0.5W/cm2，所述电热管之间采用金属树脂混合物充填，且所述电热管包在所述金属树脂混合物内部；
(5)待所述加热层固化后，在所述加热层上部铺保温层，所述保温层材料选用20～30mm的Balsa轻木。
2.根据权利要求1所述的一种兆瓦级风电机组叶片电热模具的制作方法，其特征在于，所述金属树脂混合物为铝粉或铜粉和树脂的混合物，其中树脂选自环氧树脂或聚酯树脂的任一种，按重量比，其中铝粉或铜粉与树脂的重量比为1-1.5∶1。
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