CN101801651B - 用于制造复合材料结构的方法和复合材料结构 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了用于制造复合材料结构的方法和由所述方法得到的复合材料结构。该方法包括以下步骤：a)提供包括刚性模具部件和柔性真空袋的模具，b)在所述模具部件中设置纤维插入物，所述纤维插入物包括多个纤维层且，在被置于所述模具部件中时，具有上表面和下表面以及第一侧和第二侧，所述纤维插入物包括位于所述第一侧的第一区和位于所述第二侧的第二区，所述第一区和第二区被中间区隔开，c)在所述纤维插入物的所述中间区之上设置上分配介质，所述分配介质包括用于沿着该上分配介质分配树脂的树脂分配网络，d)在所述上分配介质之上设置一些树脂入口通道，用于向所述树脂分配网络提供液态树脂，e)设置与所述纤维插入物的第一区至少部分重叠的第一真空出口，以及与所述纤维插入物的第二区至少部分重叠的第二出口，f)在所述模具部件之上设置所述真空袋，由此将所述真空袋密封到所述模具部件以限定模腔，g)排空所述模腔，h)将未固化流体树脂的源与所述树脂入口通道连接以便向所述树脂分配网络供给未固化树脂，以用未固化树脂填充所述模腔和浸渍至少所述纤维插入物和所述上分配介质，和i)使所述树脂固化以形成所述复合材料结构。

Description

用于制造复合材料结构的方法和复合材料结构
技术领域
本发明涉及通过真空辅助的树脂传递模塑制造包含纤维增强材料的复合材料结构的方法，其中所述纤维增强材料被液态树脂浸渍。此外，本发明涉及通过所述方法获得的复合材料结构。
背景技术
因此本发明涉及纤维复合材料结构的制造方法和通过VARTM(真空辅助的树脂传递模塑)获得的复合材料结构，其中液态聚合物(又称作树脂)被填充到其中事先已插入了纤维材料的模腔中，在所述模腔中产生真空因而吸入所述聚合物。所述聚合物可以为热固性塑料或热塑性塑料。
真空灌注或VARTM是用于模制纤维复合材料模制件的工艺，其中均匀分布的纤维被层置在模具部件之一中，所述纤维为粗纱即纤维带的束、粗纱带或垫，其中所述垫是由单根的纤维制成的毡垫(felt mats)或由纤维粗纱制成的编织垫。第二模具部件通常由弹性的真空袋(vacuum bag)制成，并被随后置于所述纤维材料之上。通过在所述模具部件的内侧与所述真空袋之间的模腔中产生真空，通常为完全真空(total vacuum)的80-95％，可将液态聚合物吸入并填充到其中含有所述纤维材料的所述模腔中。在所述真空袋与纤维材料之间使用了所谓的分配层或分配管(又称作入口通道)，以获得尽可能充分和有效的聚合物分配。在大多数情况下施加的聚合物为聚酯或环氧树脂，所述纤维增强大多是基于玻璃纤维或碳纤维。
在填充模具的过程中，通过模腔中的真空出口产生真空，借此将液态聚合物经由所述入口通道吸入模腔中以填充所述模腔，就此而言所述真空应被理解为低压或负压。从所述入口通道，随着流动前沿移向所述真空通道，由于所述负压聚合物沿各个方向分散在模腔内。因此，为获得模腔的完全填充，最佳地设置入口通道和真空通道非常重要。然而，要保证聚合物在整个模腔内的完全分布通常是困难的，并由此这通常导致所谓的干斑，即纤维材料未被树脂充分浸渍的区域。因此，干斑是这样的区域，在此处纤维材料未被浸渍，并且此处可能存在气眼(airpockets)，它们很难或不可能通过控制真空压力和可能地入口端超压来除去。对于真空灌注，采用刚性模具部件和真空袋形式的弹性模具部件，可以在填充模具的过程之后通过例如在相应的位置刺穿所述袋和通过例如用注射器针头抽出空气来修复干斑。可任选地在所述相应位置注入液态聚合物，并且这例如也可用注射器针头来完成。这是一个非常耗时且费力的过程。在大模具部件的情形下，工作人员必须站在所述真空袋上。这是不希望的，特别是在聚合物尚未硬化时，因为这会导致插入的纤维材料的变形和由此导致结构的局部削弱，这可能导致例如弯曲效应(buckling effects)。
专利文献公开了使用半透膜的例子，其增大了真空起作用的区域，并由此减少了上述问题。就此而言术语半透膜是指能透过气体但不能透过液态聚合物的膜。由此，如果遍布纤维插入物设置半透膜，则可以更容易地除去或完全防止气眼。
一般地，所述复合材料结构包括覆盖有纤维增强材料，例如一或多个纤维增强聚合物层的芯材料。所述芯材料可用作这些层之间的隔离物以形成夹层结构，并且为了降低复合材料结构的重量其通常由刚性的轻质材料制成。在浸渍过程中为保证液态树脂的有效分配，所述芯材料可以提供有树脂分配网络，例如通过在芯材料的表面中提供通道或沟槽。EP 0831987和EP 01304211分别公开了其中使用了这种芯材料的方法和复合材料结构。
例如，由于随着时间的推移风力涡轮机(wind turbine)的叶片已经变得越来越大，并且现在可能会超过60米长，所以对于制造这种叶片由于更多的纤维材料必须要用聚合物浸渍，浸渍时间变长了。另外，由于大型壳元件如叶片的浸渍需要控制流动前沿来避免干斑，所以灌注过程变得更加复杂，其中所述控制可例如包括与时间相关的入口通道和真空通道控制。这增加了吸入或注入聚合物所需的时间。因而所述聚合物必须更长时间地保持液态，通常也导致固化时间的增加。
WO2007/098769记述了一种优化复合材料结构制造工艺的方法。
本发明的一个目的在于提供通过真空灌注制造纤维复合材料的壳元件的新的且经改进的方法。
发明内容
根据本发明的第一方面，本发明的目的是通过包括以下步骤的方法达到的：
a)提供包括刚性模具部件和柔性真空袋的模具，
b)在模具部件中设置纤维插入物，所述纤维插入物包括多个纤维层且，在被置于模具部件中时，具有上表面和下表面以及第一侧和第二侧，所述纤维插入物包括位于第一侧的第一区和位于第二侧的第二区，第一区和第二区被中间区隔开，
c)在所述纤维插入物的中间区之上设置上分配介质(upperdistribution medium)，所述分配介质包括用于沿着该上分配介质分配树脂的树脂分配网络，
d)在所述上分配介质之上设置一些树脂入口通道，用于向所述树脂分配网络提供液态树脂，
e)设置与所述纤维插入物的第一区至少部分重叠的第一真空出口，以及与所述纤维插入物的第二区至少部分重叠的第二出口，
f)在所述模具部件之上设置所述真空袋，由此将所述真空袋密封到所述模具部件以限定出模腔，
g)排空(eVacuating)所述模腔，
h)将未固化流体树脂的源与所述树脂入口通道连接以便向所述树脂分配网络供给未固化树脂，以用未固化树脂填充所述模腔和浸渍至少所述纤维插入物和上分配介质，和
i)使所述树脂固化以形成所述复合材料结构。
术语″分配介质″或″分配层″应理解为层，其与所述纤维插入物相比允许更高的液态聚合物流速。所述树脂分配网络可以通过是由多孔材料制成或至少对于液态树脂是高渗透性的来提供。所述上分配介质保证了沿着所述中间区之上的所述纤维插入物树脂被快速地分配，由此保证了在浸渍以及向真空出口流动过程中宽的树脂流动前沿被分配穿过所述纤维插入物的中间区。
所述居中设置的上分配层和所述真空出口的组合确保了用于完全浸渍纤维插入物的总时间相对于已知技术得以缩短。这些年来复合材料结构如风力涡轮机叶片变得越来越长，目前某些风力涡轮机叶片已经达到了60米乃至更长(设想了100米或更长的叶片)。因此，优化这种叶片的制造已经变得越来越重要。甚至叶片制造的不同阶段所需时间量的小的减少，都可以对制造叶片是需要例如三个或四个工作班次产生影响。因此，甚至各个生产阶段所需时间量的小的缩短也能显著减少必要的工时并由此降低总体生产成本。
通常，所述排空步骤将真空水平降至80-95％真空，即低压或负压。在液态树脂注入后，所述真空可能会稍微减小。优选地，借助于至少所述第一和第二真空出口排空所述成型结构。
根据所述方法的第一实施方案，在所述纤维插入物之下提供了下分配介质，该下纤维层与所述第一区和第二区至少部分重叠。由于所述流动前沿被吸入第一区和第二区之下，所以所述下分配介质确保了总浸渍时间可以得到进一步缩减并进一步降低了形成气眼的可能性。由此，所述液态树脂的流动前沿首先向下传播穿过所述纤维插入物的中间区。当所述流动前沿到达所述下分配介质时，所述流动前沿被吸入到所述真空出口之下，并且所述流动前沿随后分别向上移动穿过第一区和第二区。在一个有利的实施方案中，所述下分配介质基本上与整个所述纤维插入物重叠并且甚至可以延伸到所述纤维插入物之外。
根据所述方法的另一实施方案，所述上分配介质被形成为载荷分配板状元件。优选地，所述板状元件在所述纤维插入物中间区的上方在中央纵向地延伸。
可变为最终的复合材料结构的一部分的所述板状分配介质减轻了，在排空和浸渍过程中当所述真空袋将所述入口通道压向所述纤维插入物或纤维层时，所述树脂入口通道通常用以影响所述纤维层压体的载荷或力。因为所述力被施加在所述板状分配介质底表面上由此施加在大得多的面积上，所以载荷减小。从而，避免了在复合材料结构的随后使用中可能导致弯曲效应的应力线或应力区的形成。另外，优选地所述板状分配介质变为复合材料结构的一部分，因为所述分配介质的去除同样会导致形成压痕并由此造成强度降低的区域。
优选地，所述板状元件基本上是刚性的以在该元件的整个下表面上均衡所述压力。根据又一实施方案，所述上分配介质由轻质的基本上刚性的材料如轻木或泡沫聚合物制成。不过，所述上分配介质不必一定是刚性的。重要的是它将压力均衡分布到介质的下表面上和在流动前沿向下传播穿过中间区之前沿整个介质迅速分配树脂。因此，只要其将压力均衡分布在下表面上，所述上分配介质也可以是轻微弹性的。
根据一个有利的实施方案，所述上分配介质，当被设置于所述纤维插入物之上时，包括上表面和下表面，在所述分配介质的上表面中形成有一些第一沟槽和在所述分配介质的下表面中形成有一些第二沟槽。
上沟槽通常沿最终的复合材料结构或等同地所述板状分配介质的纵向设置，而第二沟槽排列在所述复合材料结构的横向方向上。由此，这些沟槽构成树脂分配网络的至少一部分。第一沟槽用于沿纤维插入物的整个纵向分配液态树脂和第二沟槽用于将液态树脂分配到所述中间区的整个宽度上。
所述板状分配介质可以具备一些从所述上表面延伸到下表面的通孔以能够从所述上表面向下表面提供液态树脂。
根据另一有利实施方案，所述板状分配介质包括第一侧和第二侧，其中所述分配介质朝向所述第一侧和/或第二侧上是锥形的。由此，保证了在具有不同强度的不同材料之间获得逐渐过渡，从而使形成应力线或应力区的可能性最小化并由此还减小最终的复合材料结构产生弯曲效应的可能性。
在本发明的一个实施方案中，所述纤维插入物具有第一宽度而所述板状分配介质具有第二宽度，其中所述第二宽度与第一宽度之比值为15-60％，或17-55％，或25-50％。由此，向下传播穿过纤维插入物的所述流动前沿同样具有与所述比值区间相对应的宽度。为优化实现纤维插入物的完全浸渍的总时间，应选择精确的比值。所述比值通常由所述上分配介质的下侧的宽度和所述纤维插入物的上侧的宽度限定。
在另一实施方案中，在步骤b)之前在模具部件中设置多个纤维层，优选地还设置限定出复合材料结构的外表面的凝胶涂层。另外，可以向模具部件的内表面施加蜡质物质，以防复合材料结构粘在所述表面上。
在又一实施方案中，在步骤c)和d)之间在模腔中设置多个纤维层，所述多个纤维层限定出复合材料结构的内部。
根据一个实施方案，所述第一真空出口和第二真空出口分别由第一真空通道和第二真空通道形成。所述真空通道可以邻近所述上分配层设置，并优选地使所述通道分别与所述纤维插入物的整个第一区和第二区基本上重叠。
根据另一实施方案，所述纤维插入物构成主层压体，其在用于风力涡轮机叶片的叶片半壳中是纵向延伸的增强部件。由此，所述上分配介质和所述真空通道也在所述纵向上延伸。
根据一个实施方案，所述纤维插入物的厚度为5-100mm、7-80mm或10-50mm。根据一个有利实施方案，所述纤维插入物的宽度为50-2000mm，100-1750mm或150-1500mm。所述宽度和厚度在壳部件的纵向上可以不同。
所述上分配介质的宽度在半壳部件的纵向上也可以不同。通常，所述纤维插入物和所述上分配介质在接近叶根处一般相对较宽并向叶尖方向变窄。
所述树脂入口通道可成形为Ω轮廓，即在底部具有狭缝的圆形通道。这些通道通常由相对刚性的材料如聚酰胺制成。由此，如果未使用所述板状上分配介质的话，所述Ω轮廓的″腿″通常将在所述主层压体或纤维插入物上施加较高的集中压力。
根据一个优选实施方案，额外地邻近所述纤维插入物的第一侧和邻近所述纤维插入物的第二侧提供芯材料。
根据一个有利实施方案，在所述芯材料上设置一或多个额外的树脂入口通道。即，在所述纤维插入物第一侧的第一芯材料之上设置一或多个树脂入口通道和在所述纤维插入物第二侧的第二芯材料之上设置一或多个树脂入口通道。这些树脂入口通道也可以成形为Ω轮廓。
所述芯材料优选地由刚性的轻质材料如轻木或泡沫聚合物制成。通常，使用轻木和泡沫PVC的组合，以优化复合材料结构的重量。
所述芯材料和/或上分配介质可以包括一些在第一表面中形成的第一沟槽，其中所述第一沟槽几乎延伸贯穿所述芯材料或分配介质至第二表面，从而所述第一沟槽的底部与第二表面之间的距离的大小使得所述芯块沿第一沟槽是可挠的。所述芯材料和/或上分配介质可以包括一些在第一表面中形成并具有第一高度的第一沟槽，和一些在第二表面中的并具有第二高度的第二沟槽，所述第一和第二高度之和大于所述芯材料和/或上分配介质的厚度，所述第一沟槽和第二沟槽被设置为使得它们彼此交叉。由此，可将液态树脂从所述第一表面分配到第二表面。
在本发明的一个实施方案中，首先通过所述上分配介质之上的树脂入口通道供应树脂预定的时间。尔后还通过在所述芯材料之上的树脂入口通道提供所述树脂。这确保了树脂不会过快地传播穿过渗透性比所述纤维插入物高得多的所述芯材料和过快地聚集在设置于所述纤维插入物的第一区和第二区之上的所述真空通道处。
此外，可以在模具部件的边缘提供真空通道，以确保在最终的叶片半壳部件前沿和后沿处的芯材料、纤维层和任选的增强部件被树脂浸渍。
本发明的目标还通过可利用上述方法获得的复合材料结构来实现。
根据一个实施方案，所述复合材料结构具有纵向和横向，且所述复合材料结构包括：
-具有多个纤维层并具有第一表面和第二表面以及第一侧和第二侧的纵向延伸的纤维插入物，所述纤维插入物包括位于所述第一侧的第一区和位于所述第二侧的第二区，所述第一区和第二区被中间区隔开，和
-邻近所述纤维插入物的中间区设置的分配介质，所述分配介质包括树脂分配网络，和其中
-至少所述树脂分配网络和所述纤维插入物被固化的树脂浸渍。
由此，所提及的区从所述纤维插入物的第一表面延伸到第二表面。
根据一个实施方案，所述复合材料结构额外包括位于所述纤维插入物第一侧的第一芯材料和位于所述纤维插入物第二侧的第二芯材料。根据另一实施方案，所述结构额外包括位于复合材料结构第一表面处的一或多个纤维层和位于复合材料结构第二表面处的一或多个纤维层。这些当然被固化的树脂浸渍。所述第一表面可以限定例如风力涡轮机半壳部件的内表面，而所述第二表面可以限定该风力涡轮机半壳部件的外表面。或者，可以由施加在一个或多个所述纤维层上的凝胶涂层限定所述外表面。所述芯材料中可以具有充满固化的树脂的通道或沟槽。这些树脂填充的通道可以防止复合材料结构的以后的脱层。
附图说明
下面参照附图中所示的实施方案对本发明进行详细说明，其中
图1是风力涡轮机壳部件的俯视示意图，
图2是模具部件的示意截面，纤维层和芯材料设置在该模具部件中，
图3是根据本发明的第一芯块的透视示意图，
图4是沿图3中A-A线的截面，
图5是稍微弯曲的图4中所示的芯块，
图6是沿图3中B-B线的截面，
图7是根据本发明的第一复合材料结构，
图8是根据本发明的第二复合材料结构，
图9是根据本发明的第二芯块的透视示意图，
图10是用于实施本发明的方法的装置的示意截面，和
图11a-h是显示通过本发明的方法液态聚合物如何被分配到纤维插入物中的示意截面。
具体实施方式
图1显示了风力涡轮机叶片壳部件1的俯视图。该壳部件包括第一纤维插入物2，又称作主层压体(main laminate)，其沿壳部件1纵向的至少一部分延伸。所述主层压体2充当最终的风力涡轮机叶片的增强部件。
所述主层压体2从叶根7延伸到末梢8。在此将该主层压体描绘成具有均一的宽度；然而，典型地所述主层压体具有变化的宽度并向着壳部件1的末梢8方向变窄。对于大的风力涡轮机叶片，如LM61.5叶片，所述壳部件可以另外包括第二纤维插入物3，又称作小主层压体。此外，壳部件1可以分别在风力涡轮机叶片壳部件1的前沿4和后沿5处包括增强部件，例如纤维插入物。
图2显示了模具部件110的横截面图，模具部件110具有其中设置了一些纤维层、芯部件和增强部件的模腔，这些部件都被包括在最终的风力涡轮机壳部件中。图2只用于显示所有这些部件在风力涡轮机壳部件中的相对布置和如何设置树脂入口通道和真空出口的一个例子。所述叶片壳部件包括一或多个用树脂浸渍并任选地用凝胶涂层涂覆的下纤维层114，其限定壳部件的外表面，和一或多个用树脂浸渍的上纤维层113，其限定壳部件的内表面。所述一个或多个上纤维层113和一个或多个下纤维层114被包括多个用树脂浸渍的纤维层的纤维插入物或主层压体102、第一芯部件111和第二芯部件112以及位于壳部件的后沿105处的第一纤维增强部件115和位于壳部件的前沿106处的第二纤维增强部件116隔开。
用于VARTM工艺的装置包括一些真空出口，其中第一真空出口131和第二真空出口133设置在主层压体102之上，而第一附加真空出口160和第二附加真空出口165设置在刚性模具部件110的边缘或凸缘处，即分别设置在最终的叶片壳部件的前沿104和后沿105处。
经由一些设置在所述主层压体之上的树脂入口通道125、126以及一些设置在第一芯部件111之上的第一附加树脂通道170和一些设置在第二芯部件112之上的第二附加树脂通道175提供树脂。
在图2中，壳部件被绘制成具有均匀厚度。然而，典型地壳部件在主层压体102附近最厚，并向着前沿104和后沿105方向变薄。壳部件在此被描绘成只具有一个主层压体，但是其也可以包括第二或小主层压体，在这种情况下壳部件还包括第三芯部件。
图3显示了本发明的芯块(core block)30，其可用于如图1或2所示的风力涡轮机壳部件的芯部件或用于一般的夹层结构。图4和6分别显示了沿A-A线和B-B线的横截面。
芯块30包括第一表面35和第二表面36。在第一表面35中形成有许多基本上平行的第一沟槽31。芯块30通常是设置为使第一沟槽在芯块30是其一部分的复合材料结构或夹层结构的纵向上延伸。在芯块的第二表面36中形成有许多第二沟槽32。第二沟槽32设置为基本上与第一沟槽31呈横向。此外，在芯块的第一表面35中形成有一些额外的沟槽33。它们同样设置为与第一沟槽31呈横向。所述额外的沟槽33可以如图3-6所示设置在与第二沟槽32相同的平面内。但是，这也不是必须的，并且所述沟槽在芯块30的纵向上可以互换(the grooves may be mutually displaced in thelongitudinal directi on of the core block 30)。
第一沟槽31具有第一深度h1，第二沟槽32具有第二深度h2，而芯块30的总厚度为h。从第一沟槽31底部到芯块30的第二表面36的距离用t表示(其等于h-h1)。相邻沟槽之间的距离用d表示，各个沟槽的宽度用w表示。通常，各个沟槽具有相同的宽度和间距，不过为优化液态树脂的分配这些尺寸可以变化。
芯块30由刚性的轻质材料如轻木或泡沫聚合物(例如泡沫聚氯乙烯(PVC))制成。
第一沟槽31延伸到几乎贯穿所述块，以致第一沟槽31的底部与第二表面36之间的距离所构成的厚度t使得所述芯块绕沿着第一沟槽31在纵向上延伸的轴是可挠或可弯曲的。图5显示了一个绕这些轴弯曲的芯块30的例子。由此，所述芯块可以按照在其中设置它们的模具部件成形，和在向模腔施以真空时按照模腔的表面成形。
另外，第二沟槽32可以几乎延伸贯穿所述块，以致第二沟槽32的底部与第一表面36之间的距离所构成的厚度使得所述芯块绕沿着第二沟槽32在横向上延伸的轴是可挠或可弯曲的。
图7和8显示了将这种芯块用于夹层结构的例子。图7显示了第一夹层结构，其包括被第一纤维层45覆盖的第一芯块40和第二芯块50。所述夹层结构由彼此相邻的第一芯块40和第二芯块50的侧面表示。但是，所述芯块也可以设置为具有小的用于分配树脂的相互间隔。优选地，各个芯块设置为使得一个芯块的沟槽与另一个芯块的沟槽对准以在浸渍过程中获得有效的树脂分配。
芯块40、50的沟槽和第一纤维层45中填充有固化的树脂，并且所述沟槽中的树脂有助于防止复合材料夹层结构发生脱层。所述夹层结构当然也可以只包括一个芯块或包括三个或更多芯块，并且为获得期望的复合材料结构形状所述块可以具有变化的表面厚度。
图8显示了第二夹层结构。在此实施方案中，各个芯块被单独的纤维层覆盖。由此，该第二夹层结构包括被第一纤维层65覆盖的第一芯块60和被第二纤维层75覆盖的第二芯块70。这两个块被另外的纤维层85覆盖。
在制造大的复合材料结构如图1和2所示的风力涡轮机壳部件时，芯部件往往包括不同材料的芯块以优化复合材料结构的重量和强度。所述芯部件可以例如包括分别由轻木和泡沫PVC制成的芯块。
由于，轻木和泡沫PVC具有不同的刚性和密度，所以这些芯块的组合可能产生边界，在那里夹层结构的强度在两侧是不同的。这种不连续性可能导致在复合材料结构的使用期间由于应力线或区域而产生的局部薄弱，特别是当所述结构为风力涡轮机叶片时。这种具有不连续强度的区域增大了复合材料结构产生弯曲效应的可能性。因此，形成与不同材料或强度的芯块的边界的芯块通常是锥形的(tapered)，以获得从一种芯材料到另一种芯材料的渐变过渡。
图9中显示了具有锥形区37′的这样的芯块30′。此芯块30′同样包括一些在芯块30′的第一表面35′中形成的基本上平行的第一沟槽31′。如同图3中示出的芯块，该锥形的芯块30′同样包括一些在芯块30′的第二表面中形成的横向设置的第二沟槽32′。芯块30′另外包括一些在芯块30′的第一表面35′中形成的横向设置的额外的沟槽33′。锥形区37′以角度α倾斜。
从图9看出，第一沟槽31′的高度(h1)和芯块的高度(h)可以例如在芯块30的横向上变化，而第一沟槽31′的底部与芯块30′的第二表面36′之间的距离(t)基本上是恒定的。当然，可能产生小的制造偏差。
芯块的沟槽可以例如通过使用CNC切割机(cutter)或铣床切削来制造。在图3-9中，沟槽被绘制成具有方形侧面；然而，其也可以稍微呈锥形以除了图5所示的方向外在另一方向上更加可弯曲或可挠。
图10显示了用于通过真空灌注(vacuum infusion)制造风力涡轮机叶片的叶片半壳的模具的横截面。该图显示了固体模具部件210，其具有与最终的叶片半壳的外侧相匹配的上侧。出于进行说明的原因，所述模具部件210的上侧显示为是平的，但是其通常被弯曲成期望的叶片半壳形状。首先，向模具部件210的模腔施加蜡质物质，以防止所述半壳粘到所述表面上。接着，在模具部件210的内侧上设置所谓的凝胶涂层，所述凝胶涂层以后形成最终的叶片半壳的外侧。在凝胶涂层上设置由许多优选薄的下纤维层214构成的纤维材料，在其上设置下分配层229。在下分配层229和纤维层214之上设置纤维插入物202。邻近纤维插入物202的第一侧设置充当填充材料或夹层材料的第一芯部件211，如轻木或PVC泡沫，和邻近纤维插入物202的第二侧设置第二芯部件212。
纤维插入物202充当叶片的增强部件(又称作主层压体)并在叶片壳部件的纵向延伸。纤维插入物202包括多个纤维层。纤维插入物202包括位于纤维插入物202第一侧的第一区221和位于纤维插入物202第二侧的第二区222。第一区221和第二区222在叶片壳部件的横向上被中间区220隔开。
在纤维插入物202的中间区220之上设置用于分配液态聚合物的上分配介质223，其为具有沟槽224的板状元件的形式。上分配介质23通常又称作顶帽(top hat)。
在顶帽223、纤维插入物202和第一和第二芯部件211、212之上设置呈多个优选地薄的上纤维层213形式的纤维材料。可借助于用于提供聚合物的装置提供树脂，该装置被设置到模具部件210内上纤维层213之上，从而其在模具部件210的纵向上延伸。所述用于提供聚合物的装置由此包括撕去层或剥离层240，例如呈有孔的箔的形式，配有第一半透膜232的第一真空出口或真空通道231，配有第二半透膜234的第二真空出口或真空通道233，以及一些树脂入口通道225-228。
顶帽223设置为使得其与主层压体202的中间区220重叠，且第一真空通道231和第二真空通道233设置为使得它们分别与主层压体202的第一区221和第二区222重叠。
下分配层229可以例如由多孔芯材料例如轻木或泡沫聚合物制成，具有作为表面中的凹槽形成并在分配层的平面内延伸的通道，通常垂直于叶片的纵向。不过，所述通道也可以相对于叶片纵向呈任何其它可能的角度延伸。或者，下分配层229为对液态树脂具有高渗透性的网或纤维垫。下分配层229在图10中在一个与整个主层压体202重叠的实施方案中示出。但是，也可以提供两个不同的分配层，其分别与所述第一区和第二区重叠并且其延伸进主层压体202的中间区220之下。主要的重点是所述一个或多个下分配层设置为使得它们能够与向下传播穿过中间区220和穿过第一芯部件211和第二芯部件212的液态树脂的流动前沿接触，从而使所述流动前沿被吸入主层压体202的第一区221和第二区222之下。
在上面设置了气密的真空袋250，其与模具部件210一起形成模腔或等同的具有内部的成型部件。此外，真空通道，例如呈穿孔真空管的形式，可以设置在模具的凸缘即边缘处。此外，可以在第一芯部件和第二芯部件之上提供一些入口通道(未显示)，相当于图2所示的实施方案。
芯部件211、212可以包括图3-9中所示的任何芯块或这些块与现有技术的芯块的组合。所述芯块如前所述典型地具有在芯块平面内延伸的在叶片半壳纵向上或与之垂直的通道。所述通道也可以通过将轻木块设置在渗透性的织物或网上来形成。这些通道保证了液态聚合物可以在芯部件平面内快速传播。但是，所述芯部件并不必须是轻木或泡沫PVC，其可以是具有良好流动性的任何其它材料。其可以例如是松散编织的玻璃纤维垫或具有高渗透性和大容量的类似网状结构。
一般地，为了优化叶片壳部件的重量和强度，芯部件211、212包括轻木和泡沫PVC芯块的组合。
在填充模具的过程中，第一和第二真空通道231、233以及可能的其它应用的真空通道与真空源连通，而入口通道225-228与具有液态聚合物的聚合物源连通。所述真空通道中的真空在模具部件210与真空袋250之间的整个模腔中产生真空，由此将树脂经入口通道225-228吸入模腔中，从而所述聚合物传播穿过和浸渍纤维材料213、214、202以及芯部件211、212。当固化完成后，将真空袋250和剥离层240连同真空通道231、232以及树脂入口通道225-228一起除去。
对于树脂入口通道225-228，可以采用本身已知的Ω-形轮廓元件或穿孔管。所述真空通道也可以形成为Ω-形轮廓元件或穿孔管。如果采用穿孔真空管，则它们可以通过延伸到管中并防止管由于所述真空而扁瘪的螺旋刚性元件进行增强。
不过，在真空袋250下使用树脂入口通道可能产生问题，因为所述真空袋将会把所述入口通道压向所述纤维层或主层压体202，这会在这些纤维层或主层压体202中留下压痕。在风力涡轮机叶片的随后使用期间，这些压痕可能会导致弯曲效应，这可能意味着昂贵的叶片修复或甚至叶片更换。
通过顶帽223减少或完全改善了这种问题。顶帽223将此压力平衡或均衡到顶帽223的整个下表面上，由此防止在主层压体202中形成压痕。顶帽223向着顶帽223的侧面是锥形的以在最终的壳部件的不同材料之间获得渐变过渡；这同样是为了防止形成具有不连续的刚性或强度的边界，由此使发生上述弯曲效应的可能性最小化。为了使顶帽223尽可能薄，其通常由轻木制成。不过，其也可以由泡沫聚合物制成。顶帽223的沟槽可以具有图3-9所示的任何构造。不过，其也可以具有在上表面中形成并在纵向上延伸的第一沟槽和在下表面中形成并在横向上延伸的第二沟槽，所述上下表面通过一些通孔连接。或者，所述沟槽可以形成为等同于图3-9中所示芯块的沟槽。
虽然在图10中未显示，但叶片壳部件的前沿和后沿典型地具有如图2所示的纤维材料的边缘增强部件。
在填充模具的过程中，液态树脂由于由模具部件210和真空袋250限定的模腔中的真空而从入口通道225-228流入模腔中。由于整个模腔中的真空，所述液态聚合物不仅被吸向叶片壳部件的前沿和后沿而且还被吸入纤维插入物202中。
图11a-h显示了在填充模具的过程中主层压体202的纤维材料如何被液态树脂浸渍。在填充模具的过程开始之前，通过第一和第二真空通道231、232以及可能的其它真空通道将模腔中的空气排空，其中所述可能的其它真空通道例如可以设置在叶片壳部件的前沿和/或后沿处。空气的排空产生真空，其将被理解为模腔中的负压。
图11b图解显示了填充模具过程的开始，其中入口通道225-228充满液态聚合物，由灰色区域表示。在填充模具的过程开始时，液态聚合物被导向顶帽223，如图11c所示其沟槽224迅速被树脂充满。之后，如图11d所示聚合物慢慢向下扩展穿过主层压体202，同时液态聚合物产生向下移动穿过中间区220的宽流动前沿。与此同时，一些聚合物被分别吸入第一区221和第二区222中并向第一半透膜232和第二半透膜234运动。
在填充过程开始时，只从顶帽223上面的入口通道225-228提供树脂预定量的时间，例如30分钟。随后，从分别设置在第一芯部件211和第二芯部件212上的额外的树脂入口通道(未显示)额外提供树脂，由此产生传播穿过这些芯部件的树脂分配网络的流动前沿。这些流动前沿在图11d的两侧都有显示。所述额外的树脂入口通道可以设置为等同于图2所示实施方案。
当如图11e所示三个流动前沿到达下分配层229时，树脂在这里迅速扩展并因此进入主层压体202的第一区221和第二区222之下。随后，如图11f所示，所述流动前沿向上移动穿过第一区221和第二区222并最终，如图11g所示，形成期望的v形以确保不出现气眼。在最后，如图11h所示整个主层压体202都被浸渍，然后开始固化过程。
顶帽223确保了液态聚合物在向下穿过中间区220的过程中以较宽的流动前沿在主层压体202中传播，和下分配层229确保了在向上穿过第一区221和第二区222过程中宽的流动前沿。由于所述主层压体的宽度往往是主层压体厚度大小的许多倍，所以保证了聚合物的流动前沿将移动可能的最短距离，由此可以缩短浸渍时间。由于所述树脂只需要保持为液态较短的时间，所以也可以缩短随后的固化时间。由此，可以显著缩短制造例如风力涡轮机叶片的总时间，这意味着与以前使用的方法相比可将总的生产时间缩短到更少的工作班次。由此，可以显著降低总的生产成本。
为保证聚合物流动前沿在主层压体202内只缓慢地横向移动向第一区221和第二区222，主层压体202的材料可构造成其在穿过纤维层方向上比在纤维层平面内具有更高的渗透性。
为保证在浸渍过程中不出现气眼，此外使主层压体202的厚度与中间区220的宽度相互合适地设置大小是重要的。
入口通道225-228的尺寸可以设置为使得大量的液态聚合物可以流过它们。在填充模具的过程的最后，可以在关闭真空源之前关闭聚合物源，由此入口通道7、8可以更容易地清空液态聚合物。这减少了聚合物消耗。
真空通道231、233可以由半透膜232、234和织物(cloth)形成，其中可以设置呈三维网等形式的间隔材料(spacer material)以确保在填充模具过程中(在该过程中在真空通道231、233中建立起真空)所述膜232、234和织物不会扁瘪。
实施例
根据LM61.5风力涡轮机叶片的给定原型，主层压体的宽度在叶片纵向上是不同的。所述主层压体在最宽和最厚的部分分别是约850mm宽和约42mm厚。顶帽的宽度在叶片纵向上也是变化的，在最宽部分是约360-370mm而在最窄部分为150mm。
所述芯块的尺寸如下：w＝1-1.2mm，d＝30mm，h2＝2.5+/-0.5mm，α＝14度，和t＝1mm。所述芯块具有变化的厚度h，由此第一沟槽的高度也是变化的。第一沟槽与第二沟槽之间的重叠等于h2减去t，因此为1.5-2.0mm。
根据优选实施方案描述了实例。不过，本发明并不仅限于这些实施方案。例如，为了获得浸渍过程中液态树脂的有效分配与随后所述固化的树脂的重量分布之间的最佳平衡，应当设定单独沟槽的宽度和高度以及沟槽之间的距离。还清楚的是，为了以期望的速度从第一表面向第二表面提供液态树脂，应当优化第一沟槽与第二沟槽之间的重叠。由此，该重叠既不应太小也不应太大。
附图标记列表
1  风力涡轮机叶片壳部件
2，102，202  主层压体/纤维插入物
3小主层压体/小  纤维插入物
4，104  前沿
5，105  后沿
7  叶根
8  末梢
30  芯块
31  第一沟槽
32  第二沟槽
33  额外的沟槽
35  第一表面
36  第二表面
37′锥形区
40  第一芯块
45  第一纤维层
50  第二芯块
60  第一芯块
65  第一纤维层
70  第二芯块
75  第二纤维层
85  额外的纤维层
110，210  模具部件
111，211  第一芯部件
112，212  第二芯部件
113，213  一个或多个上纤维层
114，214  一个或多个下纤维层
115  第一纤维增强部件
116  第二纤维增强部件
125-126  树脂入口通道
150，250  真空袋
160  第一额外真空出口
165  第二额外真空出口
170  一个或多个第一额外树脂入口通道
175  一个或多个第二额外树脂入口通道
220  中间区
221  第一区
222  第二区
223  板状分配介质/顶帽
224  沟槽
225-228  树脂入口通道
229  下分配层
231  第一真空出口
232  第一半透膜
233  第二真空出口
234  第二半透膜
240  撕去层/有孔箔/剥离层

Claims (17)

1.通过真空辅助的树脂传递模塑来制造包含纤维增强材料的复合材料结构的方法，其中所述纤维增强材料被液态树脂浸渍，特征在于该方法包括以下步骤：
a)提供包括刚性模具部件和柔性真空袋的模具，
b)在所述模具部件中设置纤维插入物，所述纤维插入物包括多个纤维层且，在被置于所述模具部件中时，具有上表面和下表面以及第一侧和第二侧，所述纤维插入物包括位于所述第一侧的第一区和位于所述第二侧的第二区，所述第一区和第二区被中间区隔开，
c)在所述纤维插入物的所述中间区之上设置上分配介质，所述上分配介质包括用于沿着该上分配介质分配树脂的树脂分配网络，
d)在所述上分配介质之上设置一些树脂入口通道，用于向所述树脂分配网络提供液态树脂，
e)设置与所述纤维插入物的第一区至少部分重叠的第一真空出口，以及与所述纤维插入物的第二区至少部分重叠的第二出口，
f)在所述模具部件之上设置所述真空袋，由此将所述真空袋密封到所述模具部件以限定出模腔，
g)排空所述模腔，
h)将未固化流体树脂的源与所述树脂入口通道连接以便向所述树脂分配网络供给未固化树脂，以用未固化树脂填充所述模腔和浸渍至少所述纤维插入物和所述上分配介质，和
i)使所述树脂固化以形成所述复合材料结构。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述纤维插入物之下另外提供下分配介质，下分配介质与所述第一区和第二区至少部分重叠。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述上分配介质被成形为载荷分配板状元件。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述上分配介质由轻质的基本上刚性的材料制成。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述上分配介质，当被设置于所述纤维插入物之上时，包括上表面和下表面，在所述分配介质的上表面中形成有一些第一沟槽和在所述分配介质的下表面中形成有一些第二沟槽。
6.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述载荷分配板状元件包括第一侧和第二侧，且其中所述分配介质朝向所述第一侧和/或第二侧是锥形的。
7.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述纤维插入物具有第一宽度而所述载荷分配板状元件具有第二宽度，且其中所述第二宽度与第一宽度之比为20-60％。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中在步骤b)之前在所述模具部件中设置多个纤维层。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中在步骤c)和d)之间在所述模具部件中设置多个纤维层，所述多个纤维层限定出所述复合材料结构的内部。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述纤维插入物构成主层压体，其在用于风力涡轮机叶片的叶片半壳中是纵向延伸的增强部件。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中邻近所述纤维插入物的第一侧和邻近所述纤维插入物的第二侧额外提供芯材料。
12.根据权利要求11所述的方法，其中在所述芯材料之上设置一或多个额外的树脂入口通道。
13.根据权利要求12所述的方法，其中首先通过在所述上分配介质之上的树脂入口通道供应树脂达预定的时间，尔后通过在所述芯材料之上的树脂入口通道提供所述树脂。
14.利用权利要求1-13中任意一项所述的方法获得的复合材料结构。
15.具有纵向和横向的复合材料结构，其中所述复合材料结构包括：
-具有多个纤维层并具有第一表面和第二表面以及第一侧和第二侧的纵向延伸的纤维插入物(202)，纤维插入物(202)包括位于所述第一侧的第一区(221)和位于所述第二侧的第二区(222)，所述第一区(221)和第二区(222)被中间区(220)隔开，和
-邻近所述纤维插入物的中间区并在其上设置的分配介质(223)，该分配介质包括树脂分配网络，并且所述分配介质(223)被形成为载荷分配板状元件，和其中
-至少所述树脂分配网络和所述纤维插入物(202)被固化的树脂浸渍。
16.根据权利要求15所述的复合材料结构，其中所述结构额外包括位于所述纤维插入物的第一侧的第一芯材料(211)和位于所述纤维插入物的第二侧的第二芯材料(212)。
17.根据权利要求15或16所述的复合材料结构，其中所述结构额外包括位于所述复合材料结构第一表面的一或多个纤维层(214)和位于所述复合材料结构第二表面的一或多个纤维层(213)。
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Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008055771C5 (de) † 2008-11-04 2018-06-14 Senvion Gmbh Rotorblattgurt
DE102010002131A1 (de) 2010-02-18 2011-08-18 Wobben, Aloys, 26607 Verfahren zum Herstellen von Windenergieanlagen-Rotorblättern und Windenergieanlagen-Rotorblatt
GB201006011D0 (en) * 2010-04-10 2010-05-26 Gssc Inc Composite moulding methods
DK2388477T3 (da) * 2010-05-21 2013-11-04 Siemens Ag Vinge af en vindmølle
WO2012000678A1 (en) * 2010-07-02 2012-01-05 Hexcel Holding Gmbh Fibre reinforced composite moulding
ES2427971T3 (es) * 2010-07-09 2013-11-05 Lm Wp Patent Holding A/S Método de producción de palas de aerogenerador precurvadas
EP2450563B1 (en) * 2010-11-04 2014-01-01 Siemens Aktiengesellschaft Method to manufacture a blade
EP2511083A1 (en) * 2011-04-14 2012-10-17 Siemens Aktiengesellschaft Method for manufacturing a work piece by vacuum assisted resin transfer moulding
GB2491190B (en) 2011-05-27 2013-07-17 Gurit Uk Ltd Foam core for a composite laminated article, and manufacture thereof
DK2535171T3 (en) 2011-06-17 2018-07-23 Lm Wind Power Int Tech Ii Aps Process for making an oblong shell body and such a shell body
ES2583015T3 (es) 2011-09-07 2016-09-16 Nordex Energy Gmbh Procedimiento para la fabricación de un componente de pala de rotor de instalación de energía eólica con un larguero principal prefabricado
EP2877337B1 (en) * 2012-07-05 2017-05-24 LM WP Patent Holding A/S Method and moulding system for manufacturing a fibre-reinforced polymer object via a feedback system for controlling resin flow rate
EP2700492B1 (en) * 2012-08-23 2017-02-01 Airbus Operations GmbH Infusion method and structure for infusion method
DE102012215189A1 (de) * 2012-08-27 2014-02-27 Repower Systems Se Fertigungsverfahren, Fertigungsform und Verwendung
DE102012107932C5 (de) 2012-08-28 2024-01-11 Siemens Gamesa Renewable Energy Service Gmbh Verfahren zur Fertigung eines Rotorblattes und ein Rotorblatt einer Windenergieanlage
US9599094B2 (en) * 2012-12-18 2017-03-21 Lm Wp Patent Holding A/S Method of manufacturing an aerodynamic shell part for a wind turbine blade
CN103213285B (zh) * 2013-04-24 2015-08-05 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 一种变截面封闭腔复合材料件的成型方法
EP4098891A1 (en) 2014-04-14 2022-12-07 Short Brothers Plc Apparatus and method for forming fiber reinforced composite structures
US10766211B2 (en) 2015-09-14 2020-09-08 Textron Innovations Inc. Method of forming pressure pad or other flexible element for use during cure of composite materials
US11008438B2 (en) * 2016-12-02 2021-05-18 Composite Technologies International, Llc Composition and method to form a composite core material
CN108045010B (zh) * 2017-12-07 2020-01-17 哈尔滨工程大学 多层复合材料泡沫夹芯板及制备方法
US11167507B2 (en) * 2018-03-16 2021-11-09 General Electric Company Method for manufacturing a wind turbine rotor blade root assembly
BR112020022380B1 (pt) * 2018-05-04 2022-11-22 Tpi Composites, Inc Método para fabricar uma pá de turbina eólica
JP7541980B2 (ja) * 2018-11-30 2024-08-29 ティーピーアイ コンポジッツ，インコーポレーティッド 流体チャネル付き真空バッグを用いた風力タービンモールドｂ面加熱及び冷却の方法
CN109677028A (zh) * 2018-12-29 2019-04-26 上海超惠通风环保设备有限公司 一种轻质高强先进复合材料结构
EP3947959A1 (de) 2019-03-28 2022-02-09 Aero Dynamik Consult GmbH Anordnung, verfahren und werkzeug zum befestigen von bauteilen
GB201908707D0 (en) 2019-06-18 2019-07-31 Blade Dynamics Ltd Shell core and wind turbine blade having a blade shell comprising such a shell core
CN110328867B (zh) * 2019-07-05 2022-03-22 国电联合动力技术(连云港)有限公司 一种风机叶片导流布置方法
EP3812140B1 (en) * 2019-10-24 2022-03-09 Diab International AB Composite sandwich components
BR112022010413A2 (pt) * 2019-11-28 2022-08-23 Envision Energy Co Ltd Núcleo de material para pá de turbina eólica e método para fabricação da mesma
WO2021223887A1 (en) * 2020-05-08 2021-11-11 Blade Dynamics Limited Wind turbine blade
CN111716765A (zh) * 2020-07-07 2020-09-29 中材科技风电叶片股份有限公司 预制件、预制件模具、风电叶片以及风电叶片的制造方法
EP3944944B1 (de) * 2020-07-29 2024-04-24 Airex AG Konturiertes strukturelement und herstellung des konturierten strukturelements
CN112873909A (zh) * 2020-12-10 2021-06-01 浙江理工大学 一种复合材料热介质隔膜充液成形方法
CN114571749B (zh) * 2022-01-24 2023-04-25 国电联合动力技术有限公司 一种风电叶片的三维增强预制件及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4942013A (en) * 1989-03-27 1990-07-17 Mcdonnell Douglas Corporation Vacuum resin impregnation process

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2913036A (en) * 1956-08-10 1959-11-17 Anthony Bros Fibre Glass Pool Process and apparatus for molding large plastic structures
US5052906A (en) * 1989-03-30 1991-10-01 Seemann Composite Systems, Inc. Plastic transfer molding apparatus for the production of fiber reinforced plastic structures
US5439635A (en) * 1993-02-18 1995-08-08 Scrimp Systems, Llc Unitary vacuum bag for forming fiber reinforced composite articles and process for making same
US5958325A (en) * 1995-06-07 1999-09-28 Tpi Technology, Inc. Large composite structures and a method for production of large composite structures incorporating a resin distribution network
US5576030A (en) 1995-10-02 1996-11-19 Lockheed Corporation Apparatus for fabricating composite parts
US5939013A (en) * 1997-08-25 1999-08-17 Florida State University Process and apparatus for the production of high strength polymer composite structures
US6656411B1 (en) * 1999-01-11 2003-12-02 Northrop Grumman Corporation Grooved core pattern for optimum resin distribution
WO2000048830A1 (fr) * 1999-02-16 2000-08-24 Toray Industries, Inc. Structure en stratifie plastique renforce et sa methode de fabrication
US6818159B2 (en) 2000-03-17 2004-11-16 Deutsches Zentrum Fuer Luft-Und Raumfahrt E.V. Process for the production of a composite consisting of a fiber reinforced material
GB0020355D0 (en) 2000-08-18 2000-10-04 Coniston Holdings Ltd Moulding methods
US6627142B2 (en) 2001-08-01 2003-09-30 Lockheed Martin Corporation Apparatus for making composite structures and method for making same
US6630095B2 (en) 2001-08-01 2003-10-07 Lockheed Martin Corporation Method for making composite structures
DE10203975C1 (de) * 2002-01-31 2003-01-23 Eads Deutschland Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen
US7147818B1 (en) 2002-05-16 2006-12-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Process and apparatus for improved composite fiber volume fraction and dimensional stability by removal of accumulated excess resin using the vacuum assisted resin transfer molding (VARTM) process
US6723273B2 (en) * 2002-09-11 2004-04-20 Keith Johnson Curable liquid sealant used as vacuum bag in composite manufacturing
US7189345B2 (en) 2003-08-13 2007-03-13 The Boeing Company Method for vacuum assisted resin transfer molding
JP4016013B2 (ja) * 2004-05-10 2007-12-05 本田技研工業株式会社 積層成形物の製造方法
DK176135B1 (da) 2004-11-30 2006-09-18 Lm Glasfiber As Vakuuminfusion ved hjælp af semipermeabel membran
DK176490B1 (da) 2006-03-03 2008-05-13 Lm Glasfiber As Fremgangsmåde og polymerforsyningsindretning til brug ved vakuuminfusion
WO2009003476A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-08 Lm Glasfiber A/S Method of using a formable core block for a resin impregnation process

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4942013A (en) * 1989-03-27 1990-07-17 Mcdonnell Douglas Corporation Vacuum resin impregnation process

Also Published As

Publication number Publication date
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