CN102481704A - 包括加热系统的风轮机叶片模具 - Google Patents

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Abstract

一种用于模制风轮机叶片的模具(2)，所述模具(2)包括具有前部模制表面(6)和背面(8)的模具本体(4)，所述模具本体(4)中具有导热材料连续层(26)和至少一个用于输送加热液体的管子(16)，所述至少一个管子(16)限定了多个横向间隔开的加热元件(18a，18b，18c)，所述导热材料连续层在所述模具本体(4)的厚度方向上位于所述多个横向间隔开的加热元件(18a，18b，18c)和所述前部模制表面(6)之间并且横向地跨过相邻加热元件(18a，18b，18c)之间的间隔延伸。

Description

包括加热系统的风轮机叶片模具
技术领域
本发明涉及一种用于模制风轮机叶片的模具，和一种使用所述模具来模制风轮机叶片的方法。
背景技术
用于模制风轮机叶片的模具在现有技术中是已知的。风轮机叶片可具有非常大的表面积，例如长达60米且宽达5米。叶片表面一般是由在模具中模制的纤维增强树脂基体复合材料组成的。将要在固化周期中固化的树脂基体材料的大质量意味着通常需要加热模具以加速固化，以便控制固化周期，并且确保在工业上可接受的固化周期时间内均匀和完全的树脂固化。
公知的是，在模具内设置管子，在固化周期期间通过该管子输送加热流体以加热模具表面。然而，这种已知的包括有加热系统的模具在热特性方面是低效的，并且制造起来是复杂的且昂贵的。
在过去，世界上普遍的是采用水来加热风轮机叶片模具。
然而，用水加热具有以下缺点：
1.在冬天，水会冻结，从而破坏了模具中的管道。
2.水会导致管子腐蚀，从而破坏模具。
3.在没有压力的情况下，不能加热到90℃以上。
4.如果使用加压水以达到更高的温度，则可能发生危险的渗漏或者爆炸。此外，需要对加压锅炉进行安全检查。
5.如果使用不洁净的水，则盐沉积可能形成在管子内部，从而堵塞管子。
实际上，这已经导致用于加热叶片模具的水锅炉系统的极限温度设定为90℃。因为叶片生产需要高达80℃的温度，所以这导致了叶片的生产周期更长。当叶片模具的温度接近锅炉温度时，从60℃加热到80℃变得越来越慢。这是因为随着温差的变小，液滴的有效传热能力越来越低。
此外，环氧树脂-玻璃纤维的叶片模具应当在使用之前在至少110℃的温度下被二次固化，以便完成模壳的固化并且获得最耐用的模具叠层。这不能通过水加热系统来实现。
还提出过用硅油来加热，这允许在没有压力的情况下达到高得多的锅炉温度。然而，使用硅油可能在叶片车间中产生硅污染。硅污染可能导致风轮机叶片不能粘结或者在叶片上漆时产生缺陷。众所周知，任何微量的硅污染对各种粘结剂粘合是非常有害的。
所以，迄今为止有效的是，所有的叶片模具都是采用电加热、空气加热或者水加热的。在风轮机叶片制造行业的较短历史中，没有发现或者成功地使用过其他的传热流体。
发明内容
本发明的目的至少部分在于克服用于模制风轮机叶片的已知模具的上述问题。
因此，本发明提供了一种用于模制风轮机叶片的模具，所述模具包括具有前部模制表面和背面的模具本体，模具本体中具有导热材料连续层和至少一个用于输送加热液体的管子，所述至少一个管子限定了多个横向间隔开的加热元件，所述导热材料连续层在模具本体的厚度方向上位于所述多个横向间隔开的加热元件和所述前部模制表面之间并且横向地跨过相邻加热元件之间的间隔延伸。
可选地，导热材料连续层是网。网可由铝、铜或碳纤维或者这些金属中至少两种的混合物组成。
可选地，模具本体包括夹层结构，该夹层结构具有在后部层和前部层之间的中央芯层，所述至少一个管子设置在芯层和前部层之间，并且导热材料连续层设置在前部层内部。
一般地，导热材料连续层设置在前部层的后部叠层和前部叠层之间，前部叠层限定了所述前部模制表面。优选是，芯层是由选自于聚合物泡沫材料(例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯组成)或者轻木的轻质材料组成的。芯层最好是厚6到50毫米。
管子一般容纳在形成于芯层前表面上的通道中，以便每个间隔开的加热元件分别处于相应的通道中，并且间隔开的加热元件的通道也相应地横向间隔开。所述通道可具有三角形或者梯形横截面。通道优选填充有导热膏，导热膏包围通道中的管子。导热膏可包括导热粉末在聚合物树脂中的混合物，导热粉末可选地选自于铝粉、氧化铝粉和铜粉中的至少一种或者这些粉末中至少两种的混合物。
一般地，管子具有6到10毫米的外径和0.5到1毫米的壁厚。优选是，多个间隔开的加热元件限定了由公共的管子形成的蛇形路径。该蛇形路径的间隔开的加热元件的横向间距可以是从20到200毫米，可选是从75到125毫米。
在一特别优选的实施例中，模具本体包括多个横向设置的加热区，每个加热区分别具有一相应的公共管子，该公共管子为各加热区限定相应的蛇形路径。所述多个横向设置的加热区可包括叶根区域、主梁区域、泡沫芯区域和凸缘区域中的至少两个，这些区域被成型以便模制风轮机叶片的相应部分。可选地，每个加热区具有30到60米长的一公共管子，并且所述公共管子的进口端和出口端在加热区的边缘处是相邻的。在每个加热区中间隔开的加热元件的横向间隔优选是基本上均匀的。
模具还可包括连接到所述至少一个管子上的液体供应系统，用于将加热过的加压液体供应给所述至少一个加热管。液体供应系统可适用于在4到20巴，可选择为6到12巴，例如大约10巴的压力下供应液体加热介质。一般地，液体供应系统包括作为液体加热介质的乙二醇的供应源。
为了克服在不依靠硅传热油的情况下使用水的所有缺点，本发明的优选方面是使用更高沸点的流体。理想的流体应当是：
1.在100-120℃的温度下是稳定的。
2.成本低。
3.对叶片材料不是特别有害。
4.不易燃或者可燃性低。
5.无腐蚀性。
6.高比热容。
7.粘度低。
在研究和实验之后，发现理想的传热流体是纯乙二醇。
如果采用纯乙二醇来加热模具，则使用者可获得以下新颖的优点：
1.在传热流体不分解或者不沸腾的情况下，模具可以被加热达到130℃。
2.可以容易地利用水来清洗掉任何溅洒。
3.流体对叶片材料不是特别有侵蚀性的，并且不会引起微量的粘结缺陷。
4.流体防腐蚀。
5.流体具有的粘度适合被离心泵、叶片泵或者齿轮泵泵送。
缺点是乙二醇的比热容大致是水的一半，所以对于等量的热传递来说需要使泵的流速加倍。此外，乙二醇的比热远远超过矿物油或者硅油的比热。
一些替代的模具加热流体在25℃时的比热：
  水   4180   j/kg-k
  乙二醇   2350   j/kg-k
  矿物油   1670   j/kg-k
  硅油   1588   j/kg-k
根据本发明的该优选方面，纯的或者稀释的乙二醇或者丙二醇被用作传热流体，以便沿着加热系统的用于传热流体的多个循环管输送，所述循环管设置在风轮机叶片模具背侧上的主结构层和风轮机叶片模具模制侧上的表面层之间，所述模具是由复合叠层制成的。
根据一优选实施例，乙二醇、丙二醇或者乙二醇和丙二醇的混合物按体积计占传热流体的25％以上。特别优选是，纯的乙二醇或者丙二醇按体积计占传热流体的100％。
在一优选实施例中，模具本体包括多个横向设置的加热区，每个加热区分别具有一相应的公共管子，该公共管子为各加热区限定相应的蛇形路径，并且液体供应系统适用于以基本上均匀的压力差为每个加热区供应加压液体。可选地，液体供应系统适用于以基本上均匀的液体流速(例如，至少1米/秒)为每个加热区供应液体。
本发明还提供了一种使用本发明的模具来模制风轮机叶片的方法，该方法包括邻近前部模制表面在可固化树脂中进行纤维增强，并且输送加热的液体通过所述至少一个管子以加快可固化树脂的固化，从而形成纤维增强基体树脂的复合材料。
可选地，加热的液体处于4到20巴，可选择为6到12巴，例如大约10巴的压力下。
优选是，模具本体包括多个横向设置的加热区，每个加热区分别具有一相应的公共管子，该公共管子为各加热区限定相应的蛇形路径，并且加热的液体在各加热区处于基本上均匀的压力差，和/或加热的液体以基本上均匀的液体流速(例如，至少1米/秒)为各加热区供应。一般地，加热的液体是乙二醇。
本发明还提供了一种通过本发明的方法生产的风轮机叶片。
附图说明
下面将参照附图仅通过举例来描述本发明的实施例，其中：
图1是穿过根据本发明实施例的用于模制风轮机叶片的模具的一部分的示意性横截面；以及
图2是在图1的模具中一系列横向设置的加热区的示意性平面图；
图3是整个加热系统的示意图；以及
图4是加热和循环锅炉的简图。
具体实施方式
参照附图，显示了根据本发明实施例的用于模制风轮机叶片的模具2。图1是穿过模具2的一部分的示意性横截面。
模具2包括模具本体4，该模具本体具有前部模制表面6和背面8。模具本体4包括夹层结构，该夹层结构具有在后部层12和前部层14之间的中央芯层10。芯层10是由选自于聚合物泡沫材料(例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯组成)或者轻木的轻质材料组成的。一般地，芯层10的厚度为6到50毫米。
后部层12和前部层14是由纤维增强的树脂基体复合材料组成的。本发明的模具对于用于模具的纤维增强复合材料的种类不专门限定。可以采用本领域已知的一般用于制造聚合物模具的所有模具材料。基体树脂可以是环氧树脂、聚酯、乙烯基酯、氰酸酯或者混合类型。纤维可以是玻璃、碳、玄武岩、芳纶或者混合类型。然而，从经济、足够的工作时间和热循环抗性方面考虑，玻璃纤维-环氧树脂基体的复合材料通常是优选的。
模具本体4具有至少一个用于输送加热液体的管子16，所述至少一个管子16位于芯层10和前部层14之间。所述至少一个管子16限定了多个间隔开的加热元件18a、18b、18c。一般地，管子16具有6到10毫米的外径和0.5到1毫米的壁厚。间隔开的加热元件18a、18b、18c的横向间距一般为20到200毫米，可选地为75到125毫米。所述多个间隔开的加热元件18a、18b、18c限定了由一公共管子16形成的蛇形路径。
管子16容纳在形成于芯层10的前表面22上的通道20中。因此，每个间隔开的加热元件18a、18b、18c处于一相应的通道20a、20b、20c中，并且间隔开的加热元件18a、18b、18c的通道20a、20b、20c也相应地横向间隔开。一般地，通道20具有三角形或者梯形横截面。通道20中填充有导热膏24，导热膏包围通道20中的管子16。导热膏24优选包括导热粉末在聚合物树脂中的混合物，导热粉末选择性地选自于铝粉、氧化铝粉和铜粉中的至少一种或者这些材料中至少两种的混合物。
导热材料的连续层26在模具本体4的厚度方向上位于多个间隔开的加热元件18a、18b、18c和前部模制表面6之间，并且横向地延伸跨过相邻的加热元件18a、18b、18c之间的间隔28。导热材料的连续层26是网，并且一般是由铝、铜或碳纤维或者这些材料中至少两种的混合物组成的。优选是，导热金属的连续层26设置在前部层14内部。在优选实施例中，导热金属的连续层26设置在前部层14的后部叠层30和前部叠层32之间，前部层14限定了模制表面6。
参见图2，模具2包括多个横向设置的加热区34a、34b、34c等，图2中仅一些加热区以附图标记标示出。每个加热区34分别具有一相应的公共管子16，对于每个加热区32该管子限定出相应的蛇形路径36。各加热区34分别对应于待模制的风轮机叶片的特定区域，例如，叶根区域、主梁区域、泡沫芯区域和凸缘区域，每个区域被成型以便模制风轮机叶片的相应部分。各加热区34对应于叶片叠层设计，叶根区域、主梁区域、泡沫芯区域和凸缘区域被分成各独立加热区34。
一般地，每个加热区34具有30到60米长的一公共管子16，并且该公共管子16的进口端42和出口端44在加热区32的边缘处是相邻的。在图2的标记为X的圆圈内突出显示了一相应加热区34的一对这样的进口端42和出口端44。优选是，为了在每个加热区34中提供均匀加热，每个加热区34中间隔开的加热元件18a、18b、18c的横向间距是基本上均匀的。
参见图3，每个风轮机叶片是在两个模具2a、2b之间制造出的，这两个模具包括上模具2a和下模具2b。上、下模具2a、2b的加热区34的分区结构可以是相同或不同的。特别是，每个相对的半模具可以对于各加热区34具有专门的分区结构。
参见图3和图4，根据一实施例的加热液体供应系统48包括分别用于上部叶片模具2a和下部叶片模具2b的相应的锅炉单元50、51，它们通过连接软管52连接至作为加热流体循环管的公共管子16。图3中仅示出了用于每个模具2a、2b的一对软管52，但是可以设置多个软管52以便供应各个加热区34。根据需要，连接软管52连接至各加热区34。如图4所示，每个锅炉单元50、51包括循环泵54、泵电机55和锅炉罐56。泵54和罐56安装在一公共底板58上。罐56连接至传热流体源(未显示)，并且罐中设有电热元件60以用于加热注入到罐56中的传热流体。加热后的传热流体被泵55泵入和泵出管子16。
因此，加热液体供应系统48连接至所述至少一个管子16，用于将加热过的加压液体供应至各加热区34中的间隔开的加热元件18a、18b、18c。液体供应系统48适合于在4到20巴、可选地为6到12巴、例如大约10巴的压力下供应液体加热介质，优选为乙二醇。以基本上均匀的压力差(以使横跨整个模具2的压力是均匀的)和基本上均匀的液体流速(例如，至少1米/秒)为每个加热区34供应加压液体。采用三管式配置(未显示)用作模具2下面的流动歧管，以便所有的加热区34具有相同的压力差，从而允许在没有复杂控制的情况下提供均匀的加热。
通过邻近前部模制表面进行可固化树脂中的纤维增强并且输送加热液体通过所述至少一个管子以加快可固化树脂的固化而形成纤维增强的基体树脂复合材料，利用模具2模制例如风轮机叶片的产品。如本领域技术人员众所周知的，通过预浸料，或者通过首先敷设干纤维并且随后将树脂真空浸渍到纤维中，来在可固化树脂中进行纤维增强。
通过在管状加热元件18a、18b、18c的热输出侧上使用例如铝网的导热连续层26，可以将加热元件18a、18b、18c之间的距离扩大成是未包括导热连续层26的现有技术模具的2-3倍。这节约了管子的安装时间、模具的重量和模具的成本。此外，获得了比已知模具更加均匀的模制表面温度。已知的液体加热的模具未使用这种导热元件，并且管子之间的间隔受模具叠层的不良导热性(约0.35W/m-k，而铝网为约200W/m-k)的严重限制。
仅需在围绕每个管状加热元件18a、18b、18c的横向间隔开的通道20中使用导热膏。在已知的模具中，各个管子之间的全部空间填充了导热膏，从而导致了大重量和高成本以及模具加热缓慢，这是由于还需要加热大量的稠膏。在本发明的优选实施例中，管子16之间的空间填充了轻质的芯10。
与已知的模具相比，管子16的直径减小了。在已知的液体加热的模具中，一直是使用12-20毫米外径的管子。通过本发明的优选实施例，管子的外径减小为10毫米或者更小，并且工作压力从2-4巴增加到大约10巴。
在本发明的优选实施例中用乙二醇来代替在已知液体加热的模具中所使用的液体加热介质(即，水)，从而能够使工艺温度更高并且改善了二次固化。
根据本发明的优选实施例，将纯的或者稀释的乙二醇或者丙二醇用作液体加热介质或者传热流体。优选是，乙二醇、丙二醇或者乙二醇和丙二醇的混合物按体积计占传热流体的25％以上。为了在无需加压的情况下获得更高的沸点，特别优选的是传热流体包括按体积计80％或更多的乙二醇或丙二醇或者乙二醇和丙二醇的混合物，或者更好是100％的纯乙二醇或者丙二醇。这是因为乙二醇或者丙二醇具有比水低很多的蒸汽压，并且添加任意量的水将大大地降低沸点。
乙二醇或者丙二醇的比例越大并且水的比例越低，将导致最大工作温度的增加，实际上对于纯的乙二醇来说最大工作温度被限制为140℃，但对于纯的丙二醇来说最大工作温度仅被限制为120℃。
在本发明的优选实施例中，加热区按照叶片叠层设计来布置，叶根区域、主梁区域、泡沫芯区域和凸缘区域分成各独立加热区。在已知的液体加热模具中，用于液体加热的加热区布置成横跨整个模具宽度的简单的条带，从而不可能按工艺需求来定制加热温度。
其他的改进对本领域技术人员来说是显而易见的并且在如所附权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (30)

1.一种用于模制风轮机叶片的模具，所述模具包括模具本体，模具本体具有前部模制表面和背面，并且模具本体中具有导热材料连续层和至少一个用于输送加热液体的管子，所述至少一个管子限定了多个横向间隔开的加热元件，所述导热材料连续层在模具本体的厚度方向上位于所述多个横向间隔开的加热元件和所述前部模制表面之间并且在横向上跨过相邻的加热元件之间的间隔而延伸。
2.根据权利要求1所述的模具，其中，所述导热材料连续层是网。
3.根据权利要求2所述的模具，其中，所述网是由铝、铜或碳纤维或者这些材料中至少两种的混合物组成的。
4.根据权利要求1所述的模具，其中，所述模具本体包括夹层结构，该夹层结构具有在后部层和前部层之间的中央芯层，所述至少一个管子设置在芯层和前部层之间，并且所述导热材料连续层设置在所述前部层内部。
5.根据权利要求4所述的模具，其中，所述导热材料连续层设置在所述前部层的后部叠层和前部叠层之间，所述前部叠层限定了所述前部模制表面。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的模具，其中，所述芯层是由选自于聚合物泡沫材料或者轻木的轻质材料所组成的，聚合物泡沫材料例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯组成。
7.根据权利要求4到6中任一项所述的模具，其中，所述芯层为6到50毫米厚。
8.根据权利要求4到7中任一项所述的模具，其中，所述管子容纳在形成于所述芯层前表面上的通道中，以使每个间隔开的加热元件分别处于一相应的通道中，并且所述间隔开的加热元件的通道也相应地横向间隔开。
9.根据权利要求8所述的模具，其中，所述通道具有三角形或者梯形横截面。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的模具，其中，所述通道填充有导热膏，导热膏包围通道中的管子。
11.根据权利要求10所述的模具，其中，所述导热膏包括导热粉末在聚合物树脂中的混合物。
12.根据权利要求11所述的模具，其中，所述导热粉末选自于铝粉、氧化铝粉和铜粉中的至少一种，或者这些粉中至少两种的混合物。
13.根据权利要求1所述的模具，其中，所述管子具有6到10毫米的外径和0.5到1毫米的壁厚。
14.根据权利要求1所述的模具，其中，多个间隔开的加热元件限定了由公共的管子所形成的蛇形路径。
15.根据权利要求14所述的模具，其中，所述蛇形路径的间隔开的加热元件的横向间距为20到200毫米，可选地为75到125毫米。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的模具，其中，所述模具本体包括多个横向设置的加热区，每个加热区分别具有一相应的公共管子，从而为各加热区分别限定相应的蛇形路径。
17.根据权利要求16所述的模具，其中，所述多个横向设置的加热区包括叶根区域、主梁区域、泡沫芯区域和凸缘区域中的至少两个，这些区域均被成型以便模制风轮机叶片的相应部分。
18.根据权利要求16或权利要求17所述的模具，其中，每个加热区具有30到60米长的公共管子，并且所述公共管子的进口端和出口端在所述加热区的边缘处是相邻的。
19.根据权利要求16到18中任一项所述的模具，其中，在各个加热区中所述间隔开的加热元件的横向间距是基本上均匀的。
20.根据任一前述权利要求所述的模具，还包括连接到所述至少一个管子上的液体供应系统，用于将加热的加压液体供应到所述至少一个加热管子中。
21.根据权利要求20所述的模具，其中，所述液体供应系统适用于在4到20巴、可选地为6到12巴、例如大约10巴的压力下供应液体加热介质。
22.根据权利要求20或权利要求21所述的模具，其中，所述液体供应系统包括作为所述液体加热介质的乙二醇的供给源。
23.根据权利要求20到22中任一项所述的模具，其中，所述模具本体包括多个横向设置的加热区，每个加热区分别具有一相应的公共管子，各公共管子为各加热区限定出相应的蛇形路径，并且所述液体供应系统适用于以基本上均匀的压力差为每个加热区供应加压液体。
24.根据权利要求23所述的模具，其中，所述液体供应系统适用于以基本上均匀的液体流速，例如至少1米/秒，为各个加热区供应液体。
25.一种利用权利要求1的模具来模制风轮机叶片的方法，所述方法包括：邻近所述前部模制表面在可固化的树脂中进行纤维增强，并且通过所述至少一个管子输送加热的液体以加快可固化树脂的固化，从而形成纤维增强基体树脂的复合材料。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述加热的液体处于4到20巴，可选地为6到12巴，例如大约10巴的压力下。
27.根据权利要求25或权利要求26所述的方法，其中，所述模具本体包括多个横向设置的加热区，每个加热区分别具有相应的公共管子，该公共管子为各加热区限定出相应的蛇形路径，并且对于各加热区来说，所述加热的液体处于基本上均匀的压力差。
28.根据权利要求25到27中任一项所述的方法，其中，所述模具本体包括多个横向设置的加热区，每个加热区分别具有相应的公共管子，该公共管子为各加热区限定出相应的蛇形路径，并且对于各加热区来说，以基本上均匀的液体流速，例如至少1米/秒，来供应所述加热的液体。
29.根据权利要求25到28中任一项所述的方法，其中，所述加热的液体是乙二醇。
30.一种用权利要求25到29中任一项所述方法生产的风轮机叶片。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102896713A (zh) * 2012-10-18 2013-01-30 双登集团股份有限公司 塑料热合模具加热管安装结构
CN104736327A (zh) * 2012-08-03 2015-06-24 技术模块工程公司 制造用以模塑复合材料部件的模塑工具的方法
WO2016011655A1 (en) * 2014-07-25 2016-01-28 Suzhou Red Maple Wind Blade Mould Co., Ltd. Mould for moulding wind turbine blade and assembly of mould
CN105592996A (zh) * 2013-08-02 2016-05-18 维斯塔斯风力系统有限公司 用于风轮机部件的模具
CN110696235A (zh) * 2019-10-17 2020-01-17 湖南中科宇能科技有限公司 一种风电叶片模具及其制造方法
CN112672836A (zh) * 2018-03-21 2021-04-16 泰普爱复合材料股份有限公司 带有导热凸缘的模具

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011079027A1 (de) 2011-07-12 2013-01-17 Sgl Carbon Se Bauform mit Kupfervlies
DE102011053817A1 (de) * 2011-09-21 2013-03-21 Repower Systems Se Herstellung eines Gurtes im RIM-Verfahren mit beidseitiger Heizung
US9745955B2 (en) 2011-12-21 2017-08-29 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine blade
DE202012100794U1 (de) 2012-03-06 2012-05-15 Repower Systems Se Fertigungsvorrichtung für ein Laminatbauteil eines Rotorblattes einer Windenergieanlage
RU2016110919A (ru) * 2013-08-29 2017-10-02 ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи Способ изготовления неметаллических саморазогревающихся литейных форм
CN107710493B (zh) * 2015-07-20 2020-04-17 微宏动力系统（湖州）有限公司 电池组及电池组系统
US10378778B2 (en) * 2015-09-09 2019-08-13 Wenda Oy Heating module and method of manufacturing thereof
CN111629875A (zh) 2018-02-01 2020-09-04 Lm风力发电国际技术有限公司 模具部分的连接
WO2019182635A1 (en) * 2018-03-21 2019-09-26 Tpi Composites, Inc. Magnetically attached flanges
EP3715080A1 (en) * 2019-03-26 2020-09-30 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Modular molding device, molding system and method for creating a mold for a blade segment of a wind turbine blade of a wind turbine
DE102019122017A1 (de) * 2019-08-15 2021-02-18 Schütz GmbH & Co. KGaA Kühlvorrichtung für ein Formwerkzeug sowie Formwerkzeug mit einer derartigen Kühlvorrichtung
GB2597663A (en) * 2020-07-23 2022-02-09 Acorn2Oak Innovation Solutions Ltd Mould for a composite Component
CN113172805A (zh) * 2021-04-29 2021-07-27 东台迈盛智能科技有限公司 一种紧密抵压式风电叶片模具

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3231460B2 (ja) * 1993-04-06 2001-11-19 株式会社神戸製鋼所 液状樹脂成形用金型
CN200995458Y (zh) * 2007-01-17 2007-12-26 连云港中复连众复合材料集团有限公司 一种具有闭合机构的模具
CN101439559A (zh) * 2008-12-22 2009-05-27 中材科技风电叶片股份有限公司 兆瓦级风电叶片模具的加热层及加热方法

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1357343A (en) * 1917-06-01 1920-11-02 Stogdell Stokes J Casting apparatus
US3179725A (en) * 1960-10-07 1965-04-20 North American Aviation Inc Method for making a die
US3118960A (en) * 1961-04-27 1964-01-21 Goodyear Aerospace Corp Method of forming stretched plastic
JPS5537310A (en) * 1978-09-06 1980-03-15 Ataru Minamida Metal mold for foamed polystyrene
JPS5964218A (ja) * 1982-10-04 1984-04-12 Nakayama Seikosho:Kk 棒材切断機用搬送テ−ブルの制御方法
US5188692A (en) * 1990-11-05 1993-02-23 Horvath Steven J Method for applying anti-lacerative film to glass
US5260014A (en) * 1991-06-13 1993-11-09 Automotive Plastic Technologies Method of making a multilayer injection mold
CA2204497A1 (en) * 1994-11-04 1996-05-17 Andrew James Wytkin Multilayer mould apparatus and method
JPH08145386A (ja) * 1994-11-18 1996-06-07 Kurita Kogyo:Kk 発熱体周辺における熱利用方法及び熱利用構造
US5569508A (en) * 1995-01-03 1996-10-29 The Boeing Company Resin transfer molding with honeycomb core and core filler
JP4015722B2 (ja) * 1997-06-20 2007-11-28 東レ・ダウコーニング株式会社 熱伝導性ポリマー組成物
DE19847257A1 (de) * 1998-10-02 2000-04-13 Markus Haeussermann Werkzeug und Verfahren zum Herstellen eines Werkzeugs
WO2000054949A2 (en) * 1999-03-10 2000-09-21 Southern Research Institute Heated tooling apparatus and method for processing composite and plastic material
US6309587B1 (en) * 1999-08-13 2001-10-30 Jeffrey L. Gniatczyk Composite molding tools and parts and processes of forming molding tools
FR2816237B1 (fr) * 2000-11-08 2003-09-19 Roctool Moules pour la transformation des matieres plastiques et composites et procede de transformation associe
US20030070752A1 (en) * 2001-09-27 2003-04-17 Kevin Bergevin Method of manufacture for fluid handling barrier ribbon with polymeric tubes
JP2003145576A (ja) * 2001-11-12 2003-05-20 Kanto Auto Works Ltd 熱可塑性樹脂の成形加工方法および成形装置
US7205516B2 (en) * 2002-07-09 2007-04-17 Inductotherm Corp. Bonding of materials with induction heating
US6884966B2 (en) * 2002-10-22 2005-04-26 The Boeing Company Method and apparatus for forming and heat treating structural assemblies
US7140426B2 (en) 2003-08-29 2006-11-28 Plascore, Inc. Radiant panel
US7066000B2 (en) * 2004-03-10 2006-06-27 General Motors Corporation Forming tool apparatus for hot stretch-forming processes
DE102004045155A1 (de) * 2004-09-17 2006-03-30 Benteler Maschinenbau Gmbh Warmformwerkzeug
FR2887739B1 (fr) * 2005-06-22 2007-08-31 Roctool Soc Par Actions Simpli Dispositif de chauffage par induction et procede de fabrication de pieces a l'aide d'un tel dispositif
US8403659B2 (en) * 2006-08-02 2013-03-26 Robert E. Szokolay Mold tooling with integrated thermal management fluid channels and method
US20080254162A1 (en) * 2007-03-28 2008-10-16 Toyoda Gosei Co., Ltd. Electroformed mold and manufacturing method therefor
GB2456182A (en) * 2008-01-07 2009-07-08 Intelligent Engineering Structural sandwich plate member and a method of manufacturing a structural sandwich plate member
US8357325B2 (en) * 2008-12-10 2013-01-22 General Electric Company Moulds with integrated heating and methods of making the same
CN201357532Y (zh) * 2009-03-13 2009-12-09 苏州红枫风电模具有限公司 模具电加热和空气冷却系统
US9259886B2 (en) * 2009-12-15 2016-02-16 The Boeing Company Curing composites out-of-autoclave using induction heating with smart susceptors
NZ591102A (en) * 2010-02-15 2012-08-31 Siemens Ag Mould for manufacturing a composite part including at least one fibre reinforced matrix
CN102844161B (zh) * 2010-03-19 2015-12-09 Ssp科技公司 用于形成纤维增强复合物的加热模具和该模具的使用
JP5709512B2 (ja) * 2010-12-20 2015-04-30 三菱重工業株式会社 複合材成形治具および複合材成形治具の製造方法
GB201115724D0 (en) * 2011-09-12 2011-10-26 Origin Ltd Methods of manufacturing plastic articles

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3231460B2 (ja) * 1993-04-06 2001-11-19 株式会社神戸製鋼所 液状樹脂成形用金型
CN200995458Y (zh) * 2007-01-17 2007-12-26 连云港中复连众复合材料集团有限公司 一种具有闭合机构的模具
CN101439559A (zh) * 2008-12-22 2009-05-27 中材科技风电叶片股份有限公司 兆瓦级风电叶片模具的加热层及加热方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104736327A (zh) * 2012-08-03 2015-06-24 技术模块工程公司 制造用以模塑复合材料部件的模塑工具的方法
CN102896713A (zh) * 2012-10-18 2013-01-30 双登集团股份有限公司 塑料热合模具加热管安装结构
CN105592996A (zh) * 2013-08-02 2016-05-18 维斯塔斯风力系统有限公司 用于风轮机部件的模具
CN105592996B (zh) * 2013-08-02 2017-10-13 维斯塔斯风力系统有限公司 用于风轮机部件的模具
WO2016011655A1 (en) * 2014-07-25 2016-01-28 Suzhou Red Maple Wind Blade Mould Co., Ltd. Mould for moulding wind turbine blade and assembly of mould
US10668648B2 (en) 2014-07-25 2020-06-02 Suzhou Red Maple Wind Blade Mould Co., Ltd. Mould for moulding wind turbine blade and assembly of mould
CN112672836A (zh) * 2018-03-21 2021-04-16 泰普爱复合材料股份有限公司 带有导热凸缘的模具
US11685080B2 (en) 2018-03-21 2023-06-27 Tpi Composites, Inc. Mold with thermally conductive flanges
CN110696235A (zh) * 2019-10-17 2020-01-17 湖南中科宇能科技有限公司 一种风电叶片模具及其制造方法
CN110696235B (zh) * 2019-10-17 2024-06-07 湖南中科宇能科技有限公司 一种风电叶片模具及其制造方法

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BRPI1003365A2 (pt) 2012-05-29

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