CN107471503B - 风电叶片模具表面的防护层施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种风电叶片模具表面的防护层施工方法：准备一防护胶带，外表面为低表面能材质层，内表面为压敏胶层，内部具有增强层。使用多条防护胶带并列贴覆于风电叶片模具内表面，风电叶片模具以叶根至叶尖方向为纵向，防护胶带顺纵向贴覆或相对于纵向呈一第一角度的方式贴覆，相邻防护胶带之间零距离对接，以形成一低表面能的防护层。本发明还提供该方法的一种改进方法：先采用具有增强层和压敏胶层的胶带贴覆于模具表面，并覆盖整个模具表面，之后整体喷涂低表面能涂料。采用本发明的方法，模具表面防护层不易损坏，且在使用寿命达到后可以整体从模具上剥离，不会在模具表面留下印痕，循环使用方便，产品质量可以得到有效保证。
Description
技术领域
本发明属于制造业领域，具体涉及一种风电叶片模具表面的防护层施工方法。
背景技术
风电叶片制造过程中，风电叶片模具的表面质量非常重要，其一方面决定了所生产叶片的气动外形，直接影响产品质量；另一方面也决定了所使用模具的寿命。在实际生产中，由于使用环氧树脂、聚酯树脂或其他高粘性的树脂来生产风电叶片，因此模具表面需要反复涂覆脱膜剂以保证环氧树脂不粘连模具，防止对模具表面的损伤。但尽管使用脱模剂来防护，模具表面仍然非常容易受到损伤。在生产若干只叶片后，模具表面即会出现伤痕，一定的表面损伤后必须进行表面修复才能继续生产。如无法修复，模具就要报废。无论是修复表面，还是报废模具，都会增加制造成本，并影响生产效率。
对此，如在模具表面形成一层低表面能的防护层将模具表面全部覆盖，赋予模具表面新的化学与物理特性。则生产产品所使用的环氧树脂、聚酯树脂或其他树脂，无法对模具表面形成粘接，那么只要胶带本身不破损，则模具表面就不会受到损伤。现有技术中一般应用薄膜胶带对模具表面进行保护，方法如图1所示，采用的铺设方法是垂直于叶片模具伸展方向进行环向贴覆。这种环向贴覆方法中，每一条胶带间连接的关系可以分为两种，一种是胶带间搭接(图2)；一种是胶带间对接(图3)。所谓搭接是指一层胶带的一部分贴到另一层已经贴好的胶带上；所谓对接指的是胶带层与层之间不重叠的连接在一起。为了避免在脱模过程中胶带的损伤，搭接的方式可以采用从叶根-叶尖方向搭接铺设，但是这样会在产品表面形成凹陷，后期必须修补，增加了人工并降低了效率；而对接贴覆的方式，通常采用对接缝单独贴覆超薄胶带或使用涂料封闭的方式，来避免对接缝处的胶带损伤。然而该方法有几个问题：1)贴膜速度慢，且需要大量的工人配合；2)薄膜形成大量的横向对接缝，与叶片脱模方向不一致，非常容易在后期使用中出现损坏；3)因为叶片脱模时所形成的表面的剥离力是沿叶根-叶尖方向的，环向贴膜的对接缝基本垂直于剥离力作用方向，剥离力容易破坏对接缝，对接缝必须采用胶带或涂层保护，否则脱模时容易带起，贴膜受损，寿命大减。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种风电叶片模具表面的防护层施工方法，以实现风电叶片模具表面的长效保护。
本发明提供一种风电叶片模具表面的防护层施工方法：准备一防护胶带，外表面为低表面能材质层，内表面为压敏胶层，内部具有增强层。使用多条防护胶带并列贴覆于风电叶片模具内表面，风电叶片模具以叶根至叶尖方向为纵向，防护胶带顺纵向贴覆或相对于纵向呈一第一角度的方式贴覆，相邻防护胶带之间零距离对接，以形成一低表面能的防护层。
在本发明的一个实施例中，第一角度为0-30度。
在本发明的一个方面，防护胶带的宽度为50cm-150cm，厚度为50-300μm。
在本发明的一个实施例中，防护胶带的宽度为100cm，厚度为150μm。
在本发明的一个实施例中，低表面能材质层的材质为与所使用的基体树脂不粘的高分子材料，该高分子材料为聚四氟乙烯、聚烯烃塑料、聚硅氧烷、含氟聚氨酯或硅氧烷聚氨酯。
本发明提供另一种风电叶片模具表面的防护层施工方法：准备一防护胶带，防护胶带一侧表面为压敏胶层，防护胶带另一侧为增强层。使用多条防护胶带并列贴覆于风电叶片模具内表面，风电叶片模具以叶根至叶尖方向为纵向，防护胶带顺纵向贴覆或相对于纵向呈一第一角度的方式贴覆，相邻防护胶带之间零距离对接。之后在贴覆完防护胶带的模具内表面上整体喷涂低表面能涂料，形成一低表面能的防护层。
在本发明的一个实施例中，防护胶带增强层一侧还具有一低表面能材质层。
在本发明的一个实施例中，施工方法还包括完成整体喷涂低表面能涂料的步骤后，对防护层进行刮平或刷平或烘干成型步骤。
在本发明的一个实施例中，烘干成型步骤为通过风电叶片模具内的加热部件或外部加热方式提升防护层的温度至防护层固化所需的温度，该温度不超过120℃。其中加热部件为水循环加热部件或电加热部件。
在本发明的一个方面，具有增强层和压敏胶层的胶带的宽度为50cm-100cm，厚度为50-300μm。
在本发明的一个实施例中，具有增强层和压敏胶层的胶带的宽度为100cm，厚度为150μm。
在本发明的一个实施例中，低表面能涂料为聚四氟乙烯、有机聚硅氧烷、含氟聚氨酯、硅氧烷聚氨酯或氟化有机硅防污涂料。
本发明还提供又一种风电叶片模具表面的防护层施工方法：使用具有低表面能层和增强层的涂料喷涂于整个模具表面，形成一低表面能的防护层。
在本发明的一个实施例中，低表面能层的材质为聚四氟乙烯、有机聚硅氧烷、含氟聚氨酯、硅氧烷聚氨酯或氟化有机硅。
本发明的有益效果在于：由于生产中叶片脱模是叶根先离模，然后向叶尖方向延伸，至全部离模，故脱模时所形成的表面的剥离力是沿叶根-叶尖方向的。胶带接缝采用与剥离力尽量平行的贴胶带方式可以最大限度减少胶带受到的剥离载荷，从而避免胶带在叶片脱模过程中离模。因此使用本发明提供的防护层施工方法，由于每一条胶带之间采取紧密接触的零距离对接方式而非搭接方式，可保证生产产品时树脂无法渗透到胶带的底部，不会因此造成胶带失效或破坏。且在使用寿命达到后可以整体从模具上剥离，不会在模具表面留下印痕，循环使用方便，产品质量可以得到有效保证。
使用本发明提供的另一种防护层施工方法，由于生产时与产品接触的薄膜低表面能层为喷涂形成，更避免了模具表面出现印痕的情况。
附图说明
图1为现有技术中模具表面环向贴覆薄膜胶带的示意图
图2为胶带间搭接方式的示意图
图3为胶带间对接方式的示意图
图4为胶带间零距离对接操作步骤示意图
图5为本发明的一实施例的胶带贴覆方式示意图
图6为本发明的另一实施例的胶带贴覆方式示意图
其中，附图标记说明如下：
1 风电叶片模具
2 防护胶带
3 先贴覆胶带去除部分
4 后贴覆胶带去除部分
a 分割线
具体实施方式
以下将结合附图，通过本发明的具体实施例对本发明所提供的技术方案进行详细说明，以供本领域技术人员对本发明进行更明确的了解。需要说明的是，以下实施例所提供的技术方案及说明书附图仅供对本发明进行说明使用，并非用于对本发明加以限制。其中相同的元件、步骤将以相同的附图标记加以说明。以下实施例及附图中，与本发明非直接相关的元件、步骤均已省略而未示出；且附图中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。
本发明提供一种风电叶片模具表面的防护层施工方法，其中一个实施例中，先准备一防护胶带2，防护胶带2外表面为低表面能材质层，内表面为压敏胶层，内部具有增强层。然后使用多条防护胶带2并列贴覆于风电叶片模具1内表面，风电叶片模具1以叶根至叶尖方向为纵向，防护胶带2顺纵向贴覆或相对于纵向呈一第一角度的方式贴覆，相邻防护胶带2之间零距离对接，以形成一低表面能的防护层。
在本实施例中，防护胶带2的贴覆方向如图5所示，是沿叶根-叶尖方向，即纵向贴覆，或者说是沿与叶根-叶尖方向平行的方向，亦或是叶片伸展的方向。在本发明的其他一些实施例中，如图6所示，贴覆方向也可以是与叶根-叶尖方向成一0-30度的角度的方向，本发明并不以此为限。但优选为图5所示即本实施例的平行于叶根-叶尖方向，即纵向贴覆。
防护胶带2的贴覆方式的一种实施方式是：在室温环境下自模具1横向的一侧开始沿纵向贴覆，每一条贴覆完毕后开始贴覆下一条，直至整个模具1内表面被防护胶带2覆盖。后贴覆的防护胶带2平行于先贴覆的胶带贴覆，并搭接于先贴覆胶带之上，搭接区宽度一般不超过10cm。当整个模具内表面完全覆盖防护胶带后，对搭接区进行处理使得胶带与胶带之间形成0距离对接。具体的处理方法参见图4所示：使用壁纸刀之类的刀具在胶带搭接区的中间划一道分割线a，要求所有的胶带都要划透，至模具表面为止。将分割线a两侧先贴覆胶带去除部分3和后贴覆胶带去除部分4清除。再将后贴覆胶带位于去除部分3上方的的部分重新贴覆至模具2表面。这样就可以达到防护胶带2之间零距离对接的目的。
本发明提供的方法中，防护胶带2厚度为50-300μm，宽度为50cm-150cm。本实施例中厚度选用150μm，宽度选用100cm，但并不以此为限。
在本发明提供的方法中，低表面能材质可以为聚四氟乙烯(PTFE)、无定形氟聚物(Teflon®；AF)、氟化乙烯丙烯树脂(Teflon®；FEP)、氟聚物泡沫树脂(Teflon®；FFR)、氟聚物树脂(Teflon®；NXT)、全氟烷氧基树脂(Teflon®；PFA)、有机聚硅氧烷、含氟聚氨酯、硅氧烷聚氨酯、氟化有机硅和聚烯烃类高分子材料等，本实施例采用聚四氟乙烯(PTFE)，但本发明并不以此为限。
该方法的有益效果在于：由于生产中叶片脱模是叶根先离模，然后向叶尖方向延伸，至全部离模，故脱模时所形成的表面的剥离力是沿叶根-叶尖方向的。胶带接缝采用与剥离力尽量平行的贴胶带方式可以最大限度减少胶带受到的剥离载荷，从而避免胶带在叶片脱模过程中离模。因此使用本发明提供的一种防护层施工方法，形成低表面能的防护层的胶带接缝与产品叶片伸展方向一致，没有横向对接缝，不易损坏。
由于每一条胶带之间采取紧密接触的零距离对接方式而非搭接方式，这样可保证生产产品时树脂无法渗透到胶带的底部，不会因此造成胶带失效或破坏。且对接方式不会在脱模后的叶片表面留下压痕，保证产品的质量。
本发明提供另一种风电叶片模具表面的防护层施工方法，与前述方法的区别在于，形成低表面能的防护层的过程为：使用具有增强层和压敏胶层的胶带贴覆于模具1表面，并覆盖整个模具1表面。之后在贴覆完具有增强层和压敏胶层的胶带的模具1的组装表面上整体喷涂低表面能涂料。在本发明的其他一些实施例中，该方法后续还有对薄膜进行刮平或刷平或烘干成型的步骤，本实施例并未采用，本发明并不以此为限。在一些实施例中，烘干成型的步骤可以为利用模具2内部的加热部件，如水循环加热部件或电加热部件，对防护层进行加热；或利用外部加热方式对防护层进行加热烘干，如辐射烘干或热风烘干，使防护层达到防护层固化所需的温度，一般不超过120℃，以利其快速成型，并于冷却至室温后形成平整无缝隙的防护层。
其他技术细节大致相仿：在本实施例中，每一条具有增强层和压敏胶层的胶带之间采用零距离对接方式。
胶带的贴覆方向也如图5所示，是沿叶根-叶尖方向纵向贴覆，即与叶根-叶尖方向平行的方向，亦或是叶片伸展的方向。在本发明的其他一些实施例中，如图6所示，贴覆方向也可以是与叶根-叶尖方向成一0-30度的角度的方向，本发明并不以此为限。但优选为图5所示即本实施例的的平行于叶根-叶尖方向。
模具1表面贴覆的胶带厚度为50-300μm，宽度为50cm-150cm，本实施例中厚度选用150μm，宽度选用100cm，但本发明并不以此为限。
在本发明提供的方法中，低表面能材质可以为聚四氟乙烯(PTFE)、无定形氟聚物(Teflon®；AF)、氟化乙烯丙烯树脂(Teflon®；FEP)、氟聚物泡沫树脂(Teflon®；FFR)、氟聚物树脂(Teflon®；NXT)、全氟烷氧基树脂(Teflon®；PFA)、有机聚硅氧烷、含氟聚氨酯、硅氧烷聚氨酯、氟化有机硅防污涂料和聚烯烃类高分子材料等，本实施例采用聚四氟乙烯(PTFE)，但本发明并不以此为限。
本发明还提供一种风电叶片模具表面的防护层施工方法，与前述方法的区别在于，形成低表面能的防护层的过程为：使用具有低表面能层和增强层的涂料喷涂于整个模具1表面。其他技术细节大致相仿，在此不予赘述。
上述方法完全放弃胶带粘贴的方式，直接采用喷涂的方式形成具有低表面能的防护层，因而不需要大量人工即可实行，成膜速度快。
以上为本发明所提供的风电叶片模具表面的防护层施工方法的一些实施例，通过实施例的说明，相信本领域技术人员能够了解本发明的技术方案及其运作原理。然而以上仅为本发明的优选实施例，并非对本发明加以限制。本领域技术人员可根据实际需求对本发明所提供技术方案进行适当修改，所做修改及等效变换均不脱离本发明所要求保护的范围。本发明所要求保护的权利范围，当以所附的权利要求书为准。
Claims (9)
1.一种风电叶片模具表面的防护层施工方法，其特征在于：
准备一防护胶带，所述防护胶带外表面为低表面能材质层，所述防护胶带内表面为压敏胶层，所述防护胶带内部具有增强层；
使用多条所述防护胶带并列贴覆于所述风电叶片模具内表面，所述风电叶片模具以叶根至叶尖方向为纵向，所述防护胶带顺所述纵向贴覆或相对于所述纵向呈一第一角度的方式贴覆，所述第一角度为0-30度，相邻所述防护胶带之间零距离对接，以形成一低表面能的防护层。
2.如权利要求1所述的风电叶片模具表面的防护层施工方法，其特征在于，所述防护胶带的厚度为50-300μm。
3.如权利要求1所述的风电叶片模具表面的防护层施工方法，其特征在于，所述低表面能材质层的材质为与所使用的基体树脂不粘的高分子材料，该高分子材料为聚四氟乙烯、聚烯烃塑料、聚硅氧烷、含氟聚氨酯或硅氧烷聚氨酯。
4.一种风电叶片模具表面的防护层施工方法，其特征在于：
准备一防护胶带，所述防护胶带一侧表面为压敏胶层，所述防护胶带另一侧为增强层；
使用多条所述防护胶带并列贴覆于所述风电叶片模具内表面，所述风电叶片模具以叶根至叶尖方向为纵向，所述防护胶带顺所述纵向贴覆或相对于所述纵向呈一第一角度的方式贴覆，所述第一角度为0-30度，相邻所述防护胶带之间零距离对接；
在贴覆完所述防护胶带的模具内表面上整体喷涂低表面能涂料，形成一低表面能的防护层。
5.如权利要求4所述的风电叶片模具表面的防护层施工方法，其特征在于，所述防护胶带增强层一侧还具有一低表面能材质层。
6.如权利要求4所述的风电叶片模具表面的防护层施工方法，其特征在于，还包括完成整体喷涂低表面能涂料的步骤后，对防护层进行刮平或刷平或烘干成型的步骤。
7.如权利要求6所述的风电叶片模具表面的防护层施工方法，其特征在于，所述烘干成型的步骤为通过所述风电叶片模具内的加热部件或外部加热方式提升所述防护层的温度至防护层固化所需的温度，该温度不超过120℃；其中所述加热部件为水循环加热部件或电加热部件。
8.如权利要求4所述的风电叶片模具表面的防护层施工方法，其特征在于，所述具有增强层和压敏胶层的胶带的厚度为50-300μm。
9.如权利要求4所述的风电叶片模具表面的防护层施工方法，其特征在于，所述低表面能涂料为聚四氟乙烯、有机聚硅氧烷、含氟聚氨酯、硅氧烷聚氨酯或氟化有机硅防污涂料。
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Address after: 100192 Dongsheng Science Park, Zhongguancun, 66 Xixiaokou Road, Haidian District, Beijing. 9 Floors, Block C, Building 6, Area B, North Territory Applicant after: Sinomatech Wind Power Blade Co., Ltd. Address before: 102101 Badaling Economic Development Zone, Yanqing, East Ring Road, No. 1, No. Applicant before: Sinomatech Wind Power Blade Co., Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information |