CN102825797A

CN102825797A - 一种大型复合材料风电叶片成型工艺

Info

Publication number: CN102825797A
Application number: CN201210329975XA
Authority: CN
Inventors: 严科飞; 任伟华
Original assignee: INNER MONGOLIA JINGANG HEAVY INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: INNER MONGOLIA JINGANG HEAVY INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2012-12-19

Abstract

本发明公开了一种大型复合材料风电叶片树脂膜渗透成型工艺，包括以下几个步骤：1)模具准备；2)铺放树脂膜；3)铺放增强体材料；4)铺放辅材；5)真空袋密封；6)抽真空、加热；7)固化、脱模与修边。本发明解决了注胶过程中形成气泡，出现白斑的问题，从而大大降低了废品率；制造的风电叶片质量分布均匀、质量稳定性好、工艺重复性好，大大提高了叶片使用寿命和安全可靠性。此外，本发明不需要布置注胶系统，不需要混胶设备，因此降低了投资成本，减小了制造周期。

Description

一种大型复合材料风电叶片成型工艺

技术领域

本发明涉及一种风电叶片成型工艺，特别是涉及一种大型复合材料风电叶片树脂膜渗透成型工艺。

背景技术

目前大型风电叶片的主流生产工艺为真空灌注工艺，其主要原理是将纤维布铺设完全后构建真空系统，抽到一定的真空负压值的时候，灌注树脂。树脂在大气压的作用下迅速进入系统，完成叶片的灌注。在灌注工艺设计中，灌注系统注胶口和真空系统抽气口的数目是有限的，同时在树脂的混合中会有微小的气泡随着树脂进入真空系统，为了除去这些杂质，保证灌注质量，灌注系统注胶口和抽气口的位置需要经过仔细计算和调整，但是由于系统可能意外漏气或者是纤维束之间的阻力太大，容易形成气泡，出现白斑。这种现象对于叶根较厚的区域、对于碳纤维叶片更为严重。白斑的存在使叶片的性能大打折扣，导致叶片质量不稳定，废品率较高。

发明内容

拟解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种不需要布置注胶口适用于大型风电叶片的树脂膜渗透成型工艺。

技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种大型风电叶片树脂膜渗透成型工艺。

所述的树脂膜渗透成型工艺可以用来制造腹板，预先成型的梁帽或叶片壳体。

所述的树脂膜渗透成型工艺包括以下几个步骤：

1)模具准备：清理模具，修补平整，然后在模具表面喷涂封孔剂和脱模剂。

2)铺放树脂膜：将预先制备好的树脂膜铺放在涂有脱膜剂的模具上。

3)铺放增强体材料：将经烘干处理的增强体材料铺放在树脂膜上。

4)铺放辅材：在增强体材料上依次放置脱模布、多孔膜和透气毡。

5)真空袋密封：用真空袋密封整个模具，使模具密封不透气。

6)抽真空、加热：通过抽气口对密封区域抽真空，然后加热，在热环境下树脂自下而上抽吸，树脂膜经加热后粘度降低，沿着增强体材料由下向上爬升，从而彻底浸润整个增强体材料。

7)固化、脱模与修边：按照固化工艺进行固化，固化后冷却到室温，然后进行脱模与修边，得到风电叶片。

所述的树脂膜基本要求是：在室温环境中有很好的成膜性；树脂在熔融温度下能持续一段时间的低粘度，随后粘度随着温度升高而增加，直至凝胶固化；树脂熔融状态时对纤维预成型体具有良好的浸润性。

树脂膜是不饱合树脂膜、环氧树脂膜、乙烯基酯树脂膜、双马树脂膜等树脂膜中的一种。

增强体材料包括增强纤维和增强泡沫。所述的增强纤维为玻璃纤维、碳纤维或有机纤维的一种或多种。有机纤维选自超高分子聚乙烯纤维、芳纶纤维或聚对苯撑苯并双噁唑纤维中的一种或两种。

增强纤维形式是平纹织物、斜纹织物、缎纹织物、单向织物、多轴向经编织物等的一种或多种。

泡沫是轻木、PVC泡沫、PMI泡沫、PU硬质泡沫的一种或多种。

有益效果

本发明所述的一种大型复合材料风电叶片树脂膜渗透成型工艺的有益效果是：1)使用该成型工艺解决了注胶过程中形成气泡，出现白斑的问题，从而大大降低了废品率；2)制造的风电叶片质量分布均匀、质量稳定性好，工艺重复性好，大大提高了叶片使用寿命和安全可靠性；3)此工艺不需要布置注胶系统，不需要混胶设备，因此降低了投资成本，减小了制造周期。

附图说明

图1为本发明的工艺结构示意图。

图1中各标号分别为：1-模具；2-树脂模；3-增强体材料；4-脱模布；

5-多孔膜；6-透气毡；7-真空袋；8-抽气口；9-密封胶带。

图2为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，现结合实施例、附图对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，不用于限定本发明。

本实施例制备1.5MW复合材料风电叶片，其叶片制造包括腹板、梁帽、两个半壳体的制造，然后将这些部件粘接起来。这些部件均采用树脂膜渗透成型工艺制备而成。原材料为玻璃纤维织物、环氧树脂膜、轻木和PVC泡沫。

下面通过叶片半壳体的成型工艺来详细描述树脂膜渗透成型工艺，其成型工艺包括以下步骤，其工艺结构示意图和工艺流程图如图1、2所示：

1)模具准备：用酒精将模具1表面擦拭干净，然后在模具1表面喷涂AXELS-19C封孔剂和AXELX-807脱模剂。

2)铺放树脂膜：将预先制备好的环氧树脂膜2铺放在涂有脱膜剂的模具1上。

3)铺放增强体材料：将经烘干处理的增强体材料3铺放在树脂膜上，其中的增强体材料3由依次铺放在玻璃纤维织物、轻木、PVC泡沫板以及预先成型好的梁帽组成。具体铺放顺序为：先铺入6-12层玻璃纤维织物，最佳铺放8层；然后在玻璃纤维织物上面按照常规方式铺放轻木、PVC泡沫板以及梁帽，这后在上面再铺放6-15层的玻璃纤维织物，最佳铺放8层。

4)铺放辅材：将裁剪好的R85PA66脱模布4铺放在增强体材料3上，然后依次放置多孔膜5和透气毡6等。

5)真空袋密封：把真空袋7(法国Aerorac公司生产的Vacfilm400Y2600型真空袋)用密封胶带9粘接到模具1上。

6)抽真空、加热：将抽气口8与真空泵连接，然后抽真空并检查密封模腔的气密性(当真空度达到-0.090Mpa～-0.1Mpa后关闭真空泵，保压15分钟，期间真空度允许下降值小于50mbar)，然后加热模具1，树脂膜2经加热后粘度降低，沿着增强体材料3由下向上爬升，从而彻底浸润整个增强体材料3。

7)固化、脱模与修边：按照固化工艺进行固化，固化过程中必须保持成型模腔内的真空度直到固化完全。固化后冷却到时室温，然后进行脱模与修边，得到风电叶片半壳体。

Claims

1.一种大型风电叶片成型工艺，包括以下几个步骤：

1)模具准备：清理模具，修补平整，然后在模具表面喷涂封孔剂和脱模剂；

2)铺放树脂膜：将预先制备好的树脂膜铺放在涂有脱膜剂的模具上；

3)铺放增强体材料：将经烘干处理的增强体材料铺放在树脂膜上；

4)铺放辅材：在增强体材料上依次放置脱模布、多孔膜和透气毡等；

5)真空袋密封：用真空袋密封整个模具，使模具密封不透气；

6)抽真空、加热：通过抽气口对密封区域抽真空，然后加热，树脂膜经加热后粘度降低，沿着增强体材料由下向上爬升，从而彻底浸润整个增强体材料；

7)固化、脱模与修边：按照固化工艺进行固化，固化后冷却到时室温，然后进行脱模与修边，得到风电叶片。

2.根据权利要求1所述的一种大型风电叶片成型工艺，其特征是：所述的树脂膜是不饱合树脂膜、环氧树脂膜、乙烯基酯树脂膜、双马树脂膜等树脂膜中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种大型风电叶片成型工艺，其特征是：所述的增强体材料包括增强纤维和增强泡沫。

4.根据权利要求3所述的一种大型风电叶片成型工艺，其特征是：所述的增强纤维为玻璃纤维、碳纤维或有机纤维的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的一种大型风电叶片成型工艺，其特征是：所述的有机纤维选自超高分子聚乙烯纤维、芳纶纤维或聚对苯撑苯并双噁唑纤维中的一种或两种。

6.根据权利要求3、4、5任一所述的一种大型风电叶片成型工艺，其特征是：所述的增强纤维形式是平纹织物、斜纹织物、缎纹织物、单向织物、多轴向经编织物等的一种或多种。

7.根据权利要求3所述的一种大型风电叶片成型工艺，其特征是：所述的增强泡沫是轻木、PVC泡沫、PMI泡沫、PU硬质泡沫的一种或多种。