CN104441693A - 一种风力发电叶片新型复合材料胶膜成型工艺方法 - Google Patents

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Abstract

一种风力发电叶片新型复合材料胶膜成型工艺方法。新型的胶膜为预制品，树脂内已经含有固化剂，树脂为环氧树脂或聚酯树脂。风力发电叶片制作时，在模具内将新型胶膜和玻璃纤维或碳纤维增强材料按设计组合层铺后，采用模压或真空袋压，常温或加温固化制成复合材料叶片的一种新型成型工艺方法。其特点在于：一是预制的胶膜可精确控制树脂含量，减少环境污染；二是将胶膜和增强材料及夹芯材料按设计层铺后进行后固化的成型工艺，减少了制造缺陷的发生，简化了制作工艺流程，提高了劳动效率，改善了劳动环境，适合风力发电叶片的大批量生产加工；三是可以降低风力发电叶片的生产成本。

Description

一种风力发电叶片新型复合材料胶膜成型工艺方法
技术领域
本发明涉及风力发电叶片复合材料成型工艺改进，具体涉及一种风力发电叶片新型复合材料胶膜成型工艺方法。
背景技术
风力发电叶片是复合材料，复合材料是将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成，目前，公知的复合材料就是将增强材料和树脂复合，并经过固化成型工艺而制成复合材料制品，风力发电叶片复合材料制品的成型工艺方法主要有：手糊成型工艺，灌注成型工艺和预浸料成型工艺。
手糊成型工艺又称接触成型工艺，是以手工操作为主，以环氧树脂或不饱和聚酯树脂为基体材料与增强材料粘接在一起的成型工艺方法。具体操作工艺为：清理模具涂脱模剂；在模具内用手工作业法先将树脂涂刷在模具成型面上；然后铺放增强材料，注意浸透树脂，排除气泡；在增强材料上再涂覆树脂；再铺放增强材料，注意浸透树脂，排除气泡；如此重复上述铺层操作，直至达到设计厚度，然后经过常温或加温固化而获得风力发电叶片制品，具体工艺见图1。它适合于多品种、小批量的产品，缺点是树脂含量不好控制，生产效率低、劳动强度大、污染环境、产品重复性差，产品质量不好控制，不适合大批量生产等。如图1手糊成型工艺。
灌注成型工艺是在模具内用手工铺放增强材料，并将铺放的增强材料密封在模具内，用加压注胶或抽真空吸注的方法将树脂和增强材料结合在一起，再通过常温或加温固化而获得复合材料制品，具体工艺见图2。它的优点是制品强度比手糊工艺的高，缺点是需多布置注胶管路和真空袋等辅料，增加灌注设备，工艺操作复杂，易产生制造缺陷。如图2灌注成型工艺。
预浸料成型工艺是在模具内铺放预浸料，然后经过固化而获得复合材料制品，具体工艺见图3。预浸料是将增强材料事先浸润树脂达到半固化状态的一种复合材料。预浸料成型工艺的优点是比手糊和灌注工艺简单、减少环境污染，降低劳动强度，工艺控制简单，缺点是预浸料价格贵，整体叶片成本比手糊工艺和灌注工艺的叶片成本高。如图3预浸料成型工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种风力发电叶片新型复合材料胶膜成型工艺。
本发明的技术方案是：
一种风力发电叶片新型复合材料胶膜成型工艺方法，其特征在于：提前预制的新型胶膜，将胶膜和增强材料按设计层铺的复合材料成型工艺。
所述新型的胶膜为预制品，树脂内已经含有固化剂，树脂为环氧树脂或聚酯树脂风电叶片制作时，在模具内将新型胶膜和玻璃纤维或碳纤维增强材料及夹芯材料按设计组合层铺后，采用模压或真空袋压，常温或加温固化制成复合材料叶片的一种新型成型工艺方法；胶膜与增强材料的层铺方法有：单层交替层铺、两层胶膜与一层增强材料交替层铺、两层增强材料与一层胶膜交替层铺、多层胶膜与一层增强材料交替层铺、多层增强材料与一层胶膜交替层铺、多层胶膜与两层增强材料交替层铺、多层增强材料与两层胶膜交替层铺、多层胶膜与多层增强材料交替层铺等多种选择。
本发明效果是：
特点在于：一是预制的胶膜可精确控制树脂含量，减少环境污染；二是将胶膜和增强材料按设计层铺后进行后固化的成型工艺，简化了制作工艺流程，提高了劳动效率，改善了劳动环境，方便工人操作，降低劳动强度，减少设备投入，减少了制造缺陷的发生，适合风力发电叶片的大批量生产加工。三是采用该工艺制作的风电叶片比采用预浸料工艺制作的叶片整体成本低，有较大的市场应用前景。
附图说明
图1手糊成型工艺流程图
图2灌注成型工艺流程图
图3预浸料成型工艺流程图
图4新型复合材料胶膜成型工艺流程图
图5胶膜、夹芯和增强材料典型层铺图
具体实施方式
一种风力发电叶片新型复合材料胶膜成型工艺方法。预制胶膜，在模具内将新型胶膜和增强材料按设计层铺，常温或加温固化制作风力发电叶片的工艺方法。胶膜与增强材料的层铺方法有：单层交替层铺、两层胶膜与一层增强材料交替层铺、两层增强材料与一层胶膜交替层铺、多层胶膜与一层增强材料交替层铺、多层增强材料与一层胶膜交替层铺、多层胶膜与两层增强材料交替层铺、多层增强材料与两层胶膜交替层铺、多层胶膜与多层增强材料交替层铺等多种选择。具体的工艺方法见图4。
新型的胶膜为预制品，树脂内已经含有固化剂，树脂为环氧树脂或聚酯树脂。风电叶片制作时，在模具内将新型胶膜和玻璃纤维或碳纤维增强材料及夹芯材料按设计组合层铺后，采用模压或真空袋压，常温或加温固化制成复合材料叶片的一种新型成型工艺方法。胶膜与增强材料的层铺方法有：单层交替层铺、两层胶膜与一层增强材料交替层铺、两层增强材料与一层胶膜交替层铺、多层胶膜与一层增强材料交替层铺、多层增强材料与一层胶膜交替层铺、多层胶膜与两层增强材料交替层铺、多层增强材料与两层胶膜交替层铺、多层胶膜与多层增强材料交替层铺等多种选择。具体成型工艺详见图4。
如图5所示的一种风力发电叶片新型复合材料胶膜典型的成型工艺铺层图，在模具1中铺放预制胶膜2、增强材料3和夹芯材料4。预制的胶膜2、夹芯材料4和增强材料3按设计铺放在模具中，后处理与固化的工艺与预浸料工艺相同。
本发明属于风力发电叶片成型工艺的改进，具体涉及一种风力发电叶片新型复合材料胶膜成型工艺的实现。本发明应用于风力发电叶片的成型工艺中，通过新型的胶膜复合材料成型工艺来实现精确控制树脂含量，降低生产成本，减少环境污染，简化制造工艺流程，提高了劳动效率，改善劳动环境方便工人操作，降低劳动强度，减少设备投入，减少了风力发电叶片制造缺陷的发生，适合风力发电叶片的大批量生产加工。
本发明是针对现有的三种风力发电叶片成型工艺，进行了优化升级，无需手糊成型工艺的人工涂胶工艺，无需灌注成型工艺的树脂吸注或压注工艺。而是将树脂或含有载体的树脂预制成胶膜，在模具中和增强材料按设计进行层铺，胶膜铺层可灵活的根据设计调整含胶量并精确控制，铺层工艺简单，后固化工艺又和现有的三种风力发电叶片成型工艺相同。胶膜和增强材料复合铺层工艺制作的风力发电叶片的成本又比预浸料成型工艺制作的风力发电叶片的成本低，适合风力发电叶片的大批量生产加工。
本发明通过以下技术方案予以实现。新型的胶膜为预制品，树脂内已经含有固化剂，树脂为环氧树脂或聚酯树脂。风电叶片制作时，在模具内将新型胶膜和玻璃纤维或碳纤维增强材料及夹芯材料按设计组合层铺后，采用模压或真空袋压，常温或加温固化制成复合材料叶片的一种新型成型工艺方法。参照附图5，胶膜与增强材料在模具中按设计层铺，后固化工艺与现有的风力发电叶片成型后固化工艺相同。
本发明应用于风力发电叶片、航空、航天等领域的复合材料成型工艺之中，可灵活的与其他增强材料如玻璃布、碳纤维布及夹芯材料按设计层铺，实现精确树脂含量控制，降低生产成本，减少环境污染，简化制造工艺流程，提高了劳动效率，改善劳动环境，方便工人操作，降低劳动强度，减少设备投入，减少了制造缺陷的发生，适合风力发电叶片的大批量生产加工。
本实施例为大型的风力发电叶片制造中，在模具中进行层铺工段时，将胶膜和增强材料按设计进行层铺，完成层铺后进行真空袋压或模压，加温或常温进行后固化工艺。

Claims (2)

1.一种风力发电叶片新型复合材料胶膜成型工艺方法，其特征在于：提前预制的新型胶膜，将胶膜和增强材料及夹芯材料按设计层铺的复合材料成型工艺。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电叶片新型复合材料胶膜成型工艺方法，其特征在于：所述新型的胶膜为预制品，树脂内已经含有固化剂，树脂为环氧树脂或聚酯树脂；风电叶片制作时，在模具内将新型胶膜和玻璃纤维或碳纤维增强材料及夹芯材料按设计组合层铺后，采用模压或真空袋压，常温或加温固化制成复合材料叶片的一种新型成型工艺方法；胶膜与增强材料的层铺方法有：单层交替层铺、两层胶膜与一层增强材料交替层铺、两层增强材料与一层胶膜交替层铺、多层胶膜与一层增强材料交替层铺、多层增强材料与一层胶膜交替层铺、多层胶膜与两层增强材料交替层铺、多层增强材料与两层胶膜交替层铺、多层胶膜与多层增强材料交替层铺等多种选择。
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