CN108515711B - 真空灌注工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种真空灌注工艺。真空灌注工艺包括：提供灌注空间的步骤，将加强材料铺设在灌注空间；铺设导流管的步骤，导流管具有灌注口、第一流道、第二流道和填充口，并且第一流道与第一区域连通，第二流道与第二区域连通；灌注浸润物料的步骤，使浸润物料分别经由第一流道和第二流道进入相应的第一区域和第二区域；以及封堵导流管的步骤，在加强材料达到第一预定浸润程度时，将填充材料通过填充口填入导流管中，使得填充材料逐渐封堵第一流道，以减少导流管中的浸润物料向第一区域的流动，并增大浸润物料通过第二流道向第二区域的流动。能够避免导流管中残留过多浸润物料、提高真空灌注的效率、降低真空灌注成本中的一个或多个目的。

Description

真空灌注工艺

技术领域

本发明涉及灌注工艺成型技术领域，尤其涉及真空灌注工艺。

背景技术

由于先进复合材料具有比强度和比模量高、优异的可设计性和良好的抗疲劳性等诸多优点，已广泛应用于航空航天、风机叶片、交通运输、建筑、机电工业等领域。目前，采用真空辅助灌注成型工艺制成的复合材料逐渐成为制备大尺寸、大厚度复杂构件的新型材料，尤其在船舶和风电领域则更为常见。

例如在风电领域中，目前大部分叶片，尤其是大型叶片主要采用多步法的成型方法(两次或两次以上复合材料成型方法)，即先分别制备叶片的上、下外壳和抗剪腹板及主梁，然后利用浸润物料的流动渗透实现对纤维及其织物的浸渍，并在真空下固化成型使之组合成一个整体。采用浸润物料灌注纤维及其织物时，浸润物料通常为双组分形式，包括树脂和固化剂，并且树脂和固化剂采用一定比例进行混合。在具体的灌注过程中，需要采用树脂机将混合好的树脂和固化剂注入树脂桶中，再利用真空模袋内负压将树脂抽入待灌注的叶片层压材料中。

但是实际灌注过程中，存在明显的灌注灌透先后问题，以灌注叶片主梁为例，其两端的玻纤布或碳纤布都是1层起，离中间越近的部分，则玻纤或碳纤布层数越多，而带来的实际问题是整个叶片主梁在灌注过程中，是两端先灌透，中间层数越厚的地方灌透的越慢，即所消耗的时间越长，因此就会造成叶片主梁末端已经灌透的地方仍然有树脂灌入，虽然流量有所降低但仍然造成两端富树脂现象。

另外当前真空灌注工艺中，通常有大量的树脂残留在欧姆管内，从而在叶片制造过程中造成严重的材料浪费，而且当欧姆管中残留灌注树脂时，由于其固化成型的玻璃钢强度较高，造成叶片主梁等结构件在起膜时困难，易造成割伤等人身物理伤害，同时还会造成欧姆管材料的浪费。

此外，当欧姆管中残留灌注树脂时，灌注树脂在固化过程中会产生放热现象，造成局部温度过高，存在欧姆管和真空带等被烧坏的可能性，进而导致真空系统破坏，造成部件局部发白的质量问题。而为了避免上述问题，通常需要人工不断的进行检查确认，工作效率低下，并可能导致铺设的真空模袋被破坏。

因此，亟需一种新的真空灌注工艺。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种利用浸润物料对加强材料进行浸润的真空灌注工艺，能够避免导流管中残留过多浸润物料、提高真空灌注的效率、降低真空灌注成本中的一个或多个目的。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种利用浸润物料对加强材料进行浸润的真空灌注工艺，包括：提供灌注空间的步骤，将加强材料铺设在气密性覆盖体和模具之间以形成环绕加强材料的灌注空间，并且灌注空间包括沿着加强材料的铺设方向的第一区域和第二区域；铺设导流管的步骤，将导流管沿着加强材料的铺设方向布置以引导浸润物料流动，导流管具有灌注口、第一流道、第二流道和填充口，并且使第一流道与第一区域连通，第二流道与第二区域连通以及填充口与第一区域相对应；灌注浸润物料的步骤，将浸润物料通过灌注口注入导流管中，使浸润物料分别经由第一流道和第二流道进入对应的第一区域和第二区域，浸润加强材料；以及封堵导流管的步骤，在加强材料达到第一预定浸润程度时，将填充材料经由填充口填入导流管中，通过填充材料逐渐封堵第一流道，以减少导流管中的浸润物料通过第一流道向第一区域的流动，并增大浸润物料通过第二流道向第二区域的流动。

根据本发明实施例的一个方面，将填充材料通过填充口填入导流管中包括：由填充材料在导流管中形成的移动的封堵面在填充材料的移动方向上不超过由浸润物料逐渐浸润加强材料形成的移动的浸润界线。

根据本发明实施例的一个方面，以间断或者连续的方式将填充材料从填充口填入导流管中。

根据本发明实施例的一个方面，第一区域的数量为两个以上，导流管具有与两个以上的第一区域对应的两个以上的填充口。

根据本发明实施例的一个方面，填充材料根据两个以上的第一区域中的加强材料的第一预定浸润程度同时或者彼此独立地经由相应的填充口填入导流管中。

根据本发明实施例的一个方面，加强材料包括玻璃纤维、碳纤维和芳香族聚酰胺纤维中的至少一种。

根据本发明实施例的一个方面，加强材料为层状体，包括第一层叠部分和第二层叠部分，第一层叠部分位于第一区域，第二层叠部分位于对应的第二区域，并且第一层叠部分的厚度小于第二层叠部分的厚度。

根据本发明实施例的一个方面，第一层叠部分的数量为两个，并且两个第一层叠部分分别位于第二层叠部分的两侧。

根据本发明实施例的一个方面，导流管内设置有封装部件，封装部件具有与填充口连通的导入口，以使填充材料能够经由导入口进入封装部件中并借助于封装部件在导流管中移动。

根据本发明实施例的一个方面，填充材料通过填充口和导入口填入封装部件中使封装部件逐渐膨胀，以逐渐封堵第一流道。

根据本发明实施例的一个方面，封装部件的数量为两个以上，并且两个以上的封装部件中能够填入不同的填充材料。

根据本发明实施例的一个方面，将填充材料通过填充口填入导流管中包括：依次向两个以上的封装部件中填入填充材料，以使两个以上的封装部件能够依次膨胀，并且通过位于后方的膨胀后的封装部件推动位于前方膨胀后的封装部件在导流管中移动。

根据本发明实施例的一个方面，真空灌注工艺还包括：停止灌注浸润物料的步骤，在加强材料达到第二预定浸润程度时，停止向导流管中注入浸润物料；或者，当导流管的第一流道和第二流道被完全封堵时，停止向导流管中注入浸润物料。

综上，本发明实施例的真空灌注工艺中，对应加强材料的不同构成部分将灌注空间划分为第一区域和第二区域，并对应地在铺设于灌注空间中的导流管上开设能够注入浸润物料的灌注口以及与第一区域对应的填充口，以通过该填充口向导流管中填入填充材料，并且导流管具有与第一区域连通的第一流道和与第二区域连通的第二流道。因此在利用本发明实施例提供的真空灌注工艺辅助相应的构件进行真空灌注的过程中，当加强材料在浸润物料的浸润作用下达到第一预定浸润程度时，能够通过向导流管填入填充材料而逐渐封堵导流管的第一流道，从而减少导流管中的浸润物料向第一区域的流动，同时增加导流管中的浸润物料向第二区域的流动。由此，能够对进入第一区域和第二区域的浸润物料的流量进行及时调控，避免铺设在灌注空间的第一区域中的加强材料已经浸透后，流通在导流管中的浸润物料仍然通过第一流道向第一区域流动，而使第一区域内的加强材料出现浸润物料过剩现象；同时能够促使流通在导流管中的浸润物料通过第二流道向第二区域中流动，从而提升铺设在第二区域中的加强材料的浸透速度。因此能够节约浸润物料的用量，并提高真空灌注效率。另外，在通过浸润物料充分地浸润加强材料的同时，还可以避免灌注完成后导流管中残余过多的浸润物料，从而能够避免造成严重的材料浪费现象，因此能够降低生产成本。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1是根据本发明实施例的真空灌注工艺的流程框图；

图2是根据本发明实施例的用于制作叶片主梁的加强材料的结构示意图；

图3是图2的加强材料的A部分的局部结构放大示意图；

图4是根据本发明实施例的导流管的初始状态的结构示意图；

图5是图4中的导流管的使用状态的结构示意图；

图6是应用根据本发明实施例的真空灌注工艺辅助加强材料灌注的示意图。

附图标记说明：

10-模具；11-第一区域；12-第二区域；13-第一区域；

20-加强材料；21-浸润界面；22-完全浸透部分；23-浸润界线；24-第一层叠部分；25-第二层叠部分；26-第一层叠部分；

30-导流管；31-管体；32-真空袋；33-第一灌注口；34-第二灌注口；35-第一填充口；36-第二填充口。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的装置或者元件进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供的利用浸润物料对加强材料进行浸润的真空灌注工艺，能够应用于航空航天、风机叶片、交通运输、建筑、机电工业等领域。以风力发电技术领域为例，具体地例如在叶片的制造过程中，可以利用真空灌注工艺完成叶片主梁、叶片壳体、腹板等结构的浸润工序。能够提高叶片主梁等结构的浸润效率，避免浪费过多浸润物料。

为了更好地理解本发明，下面结合图1至图6根据本发明实施例的真空灌注工艺以及相应部件进行详细描述。

图1是根据本发明实施例的利用浸润物料对加强材料进行浸润的真空灌注工艺(以下简称真空灌注工艺)的流程框图。如图1所示，在一个实施例中，提供了一种真空灌注工艺，包括：提供灌注空间的步骤、铺设导流管的步骤、灌注浸润物料的步骤以及封堵导流管的步骤。

本发明实施例提供的真空灌注工艺首先构建灌注空间，然后将待浸润的加强材料20铺设于灌注空间中，并将灌注空间按照加强材料20的铺设方向划分为第一区域11、13和第二区域12。同时将导流管30沿加强材料20的铺设方向布置在灌注空间中，以向导流管30中灌注浸润物料，并使浸润物料通过导流管30的第一流道和第二流道分别流通至对应的灌注空间的第一区域11、13和第二区域12中，从而实现对灌注空间中的加强材料20浸润的目的。而且，将浸润物料向灌注空间灌注的过程中，在加强材料20达到第一预定浸润程度后，则向导流管30中填入填充材料，以逐渐封堵导流管30的第一流道，从而减少在导流管30中流通的浸润物料向第一区域11、13的流动，同时增加导流管30中的浸润物料向第二区域12的流动。

由此，在利用本发明实施例提供的真空灌注工艺辅助相应的构件进行真空灌注的过程中，能够根据灌注空间中的加强材料20的实时浸润情况对流向第一区域11、13和第二区域12的浸润物料的流量进行调节。因此，能够避免铺设在灌注空间的第一区域11、13的加强材料20已经浸透后，流通在导流管30中的浸润物料仍然向第一区域11、13流动，而使第一区域11、13内的加强材料20出现浸润物料过剩现象；同时能够促使流通在导流管30中的浸润物料向第二区域12流动，从而减少铺设在第一区域11、13和第二区域12中的加强材料20的浸透时间差。因此能够节约浸润物料的用量，提高真空灌注效率。

图2是根据本发明实施例的用于制作叶片主梁的加强材料20的结构示意图；图3是图2的加强材料20的A部分的局部结构放大示意图。为了便于理解和说明，在以下的实施例中，仅以应用本发明实施例的真空灌注工艺灌注风力发电机组的叶片主梁为例进行说明，当然，当灌注构件为叶片主梁时，加强材料20可以包括玻璃纤维、碳纤维和芳香族聚酰胺纤维中的至少一种叠置而成的层状体。上述术语“浸润物料”可以包括一种或多种包含热固性和/或热塑性材料的化合物，例如可以包括环氧树脂、环氧固化剂、酚醛树脂、酚类、氰酸酯树脂等(为了便于说明，以下简称树脂)。另外，当灌注构件为其他结构时，加强材料和浸润物料还可以相应地替换为其他材料。

根据本发明的示例性实施例，制造叶片主梁的加强材料20沿长度方向为中间厚两边薄的结构，即如图2和图3所示，示例性地，当加强材料20由玻纤织物构成时，玻纤织物在由下向上铺设的过程中，其长度逐层递减，因此，使得加强材料20被构成为沿长度方向包括相继分布的第一层叠部分24、第二层叠部分25和第一层叠部分26，并且，加强材料20的厚度被构成为分别由第一层叠部分24至第二层叠部分25、由第一层叠部分26至第二层叠部分25逐渐增加。

上述技术术语“灌注”具有本领域技术人员熟知的通常意义，可以包括将树脂加入预成型物中。在一个实施例中，灌注树脂可以包括通过真空压力驱使树脂进入预成型物中。当然，对于灌注过程中需要的其他条件，例如真空度和温度，可以依照现有的灌注工艺中的相关要求进行设置。如图1所示，以下将根据本发明实施例提供的真空灌注工艺的具体步骤进行说明。

步骤S101，提供灌注空间的步骤。

在本步骤中，需要提供模具10和气密性覆盖体(图中未示出)。具体地，模具10具有用于支撑加强材料20的铺设平面，示例性地，根据加强材料20的铺层结构，铺设平面可以被配置为内凹的弧面。将模具10铺设完成后，则可将加强材料20铺设在铺设平面上，然后在加强材料20的上下表面分别铺设辅助灌注层，该辅助灌注层包括：导流网、脱模布、有孔隔离膜和钢丝螺旋软管等。

示例性地，气密封覆盖体可以为真空膜袋，在此所用的术语“真空膜袋”具有本领域技术人员所熟知的通常意义，示例性地，在施加真空压力的灌注或固化步骤中，气密性覆盖体的至少部分基本符合预成型物的外形。根据本发明的具体示例，真空模袋的材料可以包括聚乙烯、聚氨酯、乳胶、硅树脂中的至少一种。

当在模具10上铺设完加强材料20后，即可将气密性覆盖体覆盖于加强材料20上，以在气密性覆盖体和模具10的铺设平面之间形成灌注空间，加强材料20则位于该灌注空间中。然后即可通过真空系统对灌注空间进行抽真空处理。当然，本发明实施例对于构建灌注空间的具体操作步骤并不进行限定，上述操作仅为示例性说明，在其他的实施例中，还可以通过其他方式构建真空的灌注空间。

根据本发明的示例性实施例，为了更好地辅助上述加强材料20完成灌注工序，对应加强材料20的薄厚分布情况，灌注空间被构成为包括两个第一区域和一个第二区域，即第一区域11、第一区域13以及第二区域12，其中，当将加强材料20铺设于灌注空间后，加强材料20的第一层叠部分24位于灌注空间的第一区域11中，第二层叠部分25位于第二区域12中，而第一层叠部分26位于第一区域13中，以便在灌注过程中能够通过对流入第一区域11、第一区域13和第二区域12的树脂的流量进行控制，提高位于灌注空间中的加强材料20的灌注效率，同时提高叶片主梁的灌注质量。

步骤S102，铺设导流管的步骤。

在本步骤中，需要根据灌注空间的延伸方向铺设相应的导流管30，以便通过导流管30引导树脂流动，将树脂输送至灌注空间中。图4是根据本发明实施例的导流管30的初始状态的结构示意图；图5是图4中的导流管30的使用状态的结构示意图。如图4和图5所示，具体地，根据本发明的示例性实施例，导流管30包括管体31和设置在管体31内部的真空袋32，管体31的材质可以为金属或者塑料，并且管体31具有预定的长度。当然管体31的具体长度需要根据灌注空间的延伸长度设定，只要将管体31铺设于灌注空间中后，能够通过管体31向整个灌注空间中输送树脂即可。

另外，管体31的横截面为“Ω”形，并且管体31的下方沿长度方向设置有开口，因此导流管30又可被称为欧姆管。当然，导流管30在灌注空间中的铺设方式为本领域技术人员熟知的技术，因此在此不再进行赘述。

为了实现对导流管30的封堵作用，管体31内部设置有封装部件，根据本发明的示例性实施例，封装部件可以为真空袋32，真空袋32沿管体31的延伸方向延伸，示例性地，如图4所示，真空袋32可以贴合于管体31的内壁布置，当然还可以悬设于管体31内，只要不阻碍浸润物料流动即可。真空袋32内部则为能够容纳填充材料的填充空间，真空袋32具有导入口，当通过导入口向真空袋32中填充入填充材料时，真空袋32则会被填充材料充满，并且填充材料能够借助真空袋32在导流管中移动，从而能够逐渐封堵管体31的内部空间，如图5所示。

在上述实施例中，为了简化导流管30的结构并便于操作，导流管30内设置的封装部件为真空袋32，但是本发明的实施例并不限于此。在其他的实施例中，导流管30内的封装部件还可以替换为其他的结构，例如封装部件还可以是单层的覆盖体，而通过该单层的覆盖体与管体31的内壁共同形成能够容纳填充材料的填充空间。另外，当管体31的内壁设有隔离涂层时，导流管30内还可以不设置真空袋32。

另外，根据本发明的可选的实施例，可以在导流管30的填充口和/或灌注口处设置相应的开启控制阀门来与外部的供应设备配合向导流管30中注入相应的浸润物料或者填充材料。当然，控制阀门也可以设置在外部的输送管路处。

图6是应用根据本发明实施例的真空灌注工艺辅助加强材料20灌注的示意图。如图6所示，导流管30沿加强材料20的长度方向铺设在灌注空间的一侧，并具有用于接收树脂的灌注口，以便能够通过灌注口向导流管30中注入树脂，使树脂流通于导流管30中。

示例性地，导流管30沿其长度方向整体贯通，并且导流管30包括第一灌注口33和第二灌注口34，第一灌注口33和第二灌注口34彼此分隔地开设于管体31，并且与管体31沿长度方向设置的开口分隔开，并且第一灌注口33和第二灌注口34位于管体31的大致中间位置。

当然，本发明的实施例对于导流管30的灌注口的设置位置并不进行限定。在其他的实施例中，导流管30的第一灌注口33和第二灌注口34还可以彼此分隔地设置在管体31上，并且当将导流管30铺设于灌注空间中时，第一灌注口33和第二灌注口34分别对应于第一区域11和第一区域13。另外，在一些可替换的实施例中，还可以在导流管30上间隔地设置更多个灌注口，只要灌注口的设置位置能够满足当向导流管30中注入浸润物料后，浸润物料能够在导流管30中流动并经由第一流道和第二流道进入对应的第一区域11、13和第二区域12中即可。

根据本发明的示例性实施例，导流管30包括两个第一流道和一个第二流道，两个第一流道分别位于第二流道的两侧。导流管30通过两个第一流道分别与灌注空间的第一区域11、第一区域13连通；而通过一个第二流道与灌注空间的第二区域12连通。当然，对于欧姆管来说，第一流道和第二流道为形成在管体31下方的开口，即导流管30通过开设于管体31下方的开口与灌注空间连通，并且两个第一流道的长度分别与对应的第一区域11和第一区域13的延伸长度大致相等；而第二流道的长度与第二区域12的长度大致相等。另外，第一流道和第二流道之间可以连通也可以不连通。

另外，本发明实施对于导流管30的具体结构并不进行限定，在其他的实施例中，导流管30的横截面还可以为三角形或者梯形，另外，其第一流道和第二流道还可以包括连接在管体31上的多个管道，只要能够通过第一流道向第一区域11、13中分别输送树脂，同时通过第二流道向第二区域12中输送树脂即可。

此外，导流管30还包括填充口，导流管30的填充口的设置位置需要与灌注空间的第一区域11、13相对应，并且填充口与真空袋32的导入口连通。由此，可以通过填充口和导入口向导流管30的真空袋32中填入填充材料，从而封堵导流管30的第一流道。由于灌注空间包括两个第一区域，并且两个第一区域分别位于第二区域的两侧，因此导流管30同样包括两个填充口，即第一填充口35和第二填充口36，并且第一填充口35和第二填充口36分别位于导流管30的沿长度方向的两端部处。也就是说，第一填充口35与第一区域11对应，而第二填充口36与第一区域13对应。

当然，在其他的实施例中，当灌注空间的第一区域11、13和第二区域12的分布位置发生变化时，导流管30上的填充口的设置位置也需要根据第一区域11、13和第二区域12的分布位置进行相应地调整，以便能够通过填充口向导流管30中填入填充材料而逐渐封堵导流管30的第一流道。例如，当灌注空间具有相继分布的一个第一区域11和一个第二区域12时，导流管30只需对应一个第一区域11的分布位置开设一个填充口。

步骤S103，灌注树脂的步骤。

在本步骤中，与现有的真空灌注工艺相同，即通过导流管30上设置的第一灌注口33和第二灌注口34向导流管30中注入树脂，使树脂在导流管30内部流动，并经由第一流道和第二流道进入对应的第一区域11、第二区域12和第一区域13中，从而能够浸润位于灌注空间内的加强材料20的各个部分。

步骤S104，封堵导流管的步骤。

在本步骤中，通过在真空灌注过程中，观察灌注空间中的加强材料20的浸润状态，向导流管30的真空袋32中填入填充材料，来封堵第一流道，从而实现控制经由导流管30进入灌注空间的第一区域11、13中的树脂的流量。

示例性地，上述的填充材料可以为泡沫胶，另外还可以为铅、汞等密度大于浸润物料，从而能够使导流管30内的封装部件逐渐膨胀，而逐渐封堵导流管30的第一流道的液体材料。也就是说，通过第一填充口35和第二填充口36向导流管30的真空袋32中填入填充材料时，真空袋32会被逐渐填满而膨胀，也就是管体31会被逐渐填满，因此位于管体31下方的第一流道会被逐渐封堵。

根据本发明的具体示例，在真空灌注的过程中，需要时刻观察位于灌注空间中的加强材料20的浸润状态，当加强材料20达到第一预定浸润程度时，则向导流管30中填入填充材料，使得填充材料逐渐封堵导流管30的第一流道，从而减少导流管30中的树脂向第一区域11和第一区域13中的流动，同时增加树脂向第二区域12中的流动。

具体地，如图6所示，在进行真空灌注的过程中，由于加强材料20的厚度不均匀，所以位于两端部的较薄的第一层叠部分24和第一层叠部分26的浸透速度会高于位于中间的第二层叠部分25的浸透速度。因此，随着灌注的进行，会在加强材料20上沿长度方向形成浸润界面21。浸润界面21沿加强材料20的延伸方向呈大致的抛物线形，浸润界面21的上方为加强材料20的未浸透部分，而浸润界面21的下方为加强材料20的浸透部分，如图6所示。并且随着灌注时间的推移，加强材料20的未被浸透的部分将会逐渐减小，所以浸润界面21会逐渐朝向远离导流管30的一侧移动，所以浸润界面21的两端部之间的距离会逐渐缩短，直至加强材料20整体被浸透，浸润界面21消失。

在加强材料20的未浸透部分逐渐减小的过程中，沿加强材料20的宽度方向还形成有浸润界线23，在本实施例中，浸润界线23为：沿加强材料20的宽度方向延伸并分别过浸润界面21的两端部的两条切割线，当然，在图6中仅示意出位于加强材料20一端部的浸润界线23。这样，在浸润界线23和加强材料20的端部之间的部分为加强材料20的完全浸透部分22。

根据本发明的一个示例性实施例，上述的第一预定浸润程度为：浸润界线23距离导流管30的端部0.2m(当然此处是指导流管30距离浸润界线23最近的端部)。也就是说，当浸润界线23距离导流管30的端部0.2m时，则需要向导流管30内填入填充材料，通过填充材料逐渐封堵导流管30的第一流道。

示例性地，当加强材料20两端的浸润情况一致时，具体地，可以通过第一填充口35和第二填充口36同时向导流管30的真空袋32内缓慢地填入填充材料。在本实施例中，填充材料例如可以为泡沫胶。

在经由第二填充口36向真空袋32中填入泡沫胶的过程中(为了便于说明，在本发明的实施例中，仅以通过第二填充口36向真空袋32中填入填充材料为例对相应的操作步骤进行说明)，通过泡沫胶沿第一区域13向第二区域12的方向逐渐封堵导流管30的与第一区域13连通的第一流道，当然，通过第二填充口36向真空袋32中填入泡沫胶的过程中，泡沫胶会在真空袋32内形成沿第一区域13逐渐向第二区域12的方向推进的封堵面，从而沿第一区域13至第二区域12的方向逐渐将管体31封堵住；同时，在经由第一填充口35向真空袋32中填入泡沫胶的过程中，通过泡沫胶沿第一区域11向第二区域12的方向逐渐封堵导流管30的与第一区域11连通的第一流道，同样地，通过第一填充口35向真空袋32中填入泡沫胶的过程中，泡沫胶会在真空袋32内形成沿第一区域11逐渐向第二区域12的方向推进的封堵面，从而第一区域11至第二区域12的方向逐渐将管体31封堵住，直至整个管体31内部完全被堵住，则可以停止向导流管30内填入填充材料。因此，导流管30上位于第二流道两侧的两个第一流道沿相互靠近的方向被逐渐封堵，从而能够减少导流管30内的树脂向第一区域11和第一区域13的流动，而增加树脂向第二区域12的流动。

另外，需要说明的是，根据本发明的示例性实施例，当导流管30的第一灌注口33和第二灌注口34彼此分隔地设置在管体31上，并且当将导流管30铺设于灌注空间中，第一灌注口33和第二灌注口34分别对应于第一区域11和第一区域13时，在通过第一填充口35和第二填充口36向导流管30中填入填充材料的过程中，当填充材料临近第一灌注口33和第二灌注口34后，则需要停止向导流管30中继续填入填充材料，直至经由两个灌注口注入的浸润物料可以将整个加强材料20浸透时，则可以继续执行封堵导流管30的操作。由此，避免在封堵导流管30的同时，过早将导流管30上的灌注口封堵住，而影响加强材料20的灌注质量。

由此，本发明实施例提供的真空灌注工艺，在加强材料20的第一层叠部分24和第一层叠部分26已经被浸润物料浸透的情况下，能够及时将导流管30的与加强材料20已经浸透的部分对应的第一流道逐渐封堵住，随着第一流道被逐渐封堵，导流管30中的浸润物料则减少向对应的第一区域11和第一区域13中的流动，同时增加向第二区域12中的流动。因此，在灌注的过程中，能够避免浸润物料持续不断地进入第一区域11和第一区域13中，而使第一层叠部分24和第一层叠部分26中出现富树脂现象，同时增加第二层叠部分25的浸润物料的供应量。因此能够缩短叶片主梁两末端的薄层区域与中间的厚层区域之间的浸透时间差，避免在灌注后期树脂的粘度增加，而给灌注增加难度，同时还能够加快叶片主梁中间厚层区域的浸透速度，从而能够有效提高叶片主梁的灌注效率并提升叶片主梁的灌注质量。

另外，由于随着浸润物料逐渐浸润加强材料20，浸润界线23逐渐由加强材料20的两端向加强材料20的中间移动，与此同时需要向导流管中逐渐填入填充材料，以由导流管30的两端向中间逐渐封堵导流管30，因此在加强材料20整体被浸润物料浸透时，导流管30也被填充材料填满。所以通过本发明实施例提供的真空灌注工艺辅助叶片主梁进行真空灌注时，不仅能够避免叶片主梁的薄层区域出现富树脂现象，同时，还能够在灌注结束后，避免导流管30中残余过多树脂，从而可以节约树脂，避免出现安全隐患，并能够在后期回收欧姆管，因此也降低了生产成本。

为了避免在封堵第一流道的过程中，对第一流道的封堵速度过快，造成浸润界线23前方的加强材料20不能充分浸透的问题，在导流管30内通过填入填充材料形成的移动的封堵面在填充材料的移动方向上不超过由浸润物料逐渐浸润加强材料20形成的浸润界线23。也就是说，在通过第二填充口36向真空袋32中填入泡沫胶的过程中，沿第一区域13至第二区域12的方向，泡沫胶在导流管30中形成的移动的封堵面需要始终位于移动的浸润界线23的后方或者与浸润界线23同步移动。

由此，在封堵第一流道减少导流管30中的浸润物料向第一区域13流动的过程中，能够避免导流管30中形成的移动的封堵面超过浸润物料逐渐浸润加强材料20形成的浸润界线23，使得导流管30中的浸润物料能够对位于第一区域13中的加强材料20的第一层叠部分26进行充分地浸润，因此能够保证加强材料20的真空灌注质量。避免由于导流管30的第一流道封堵速度过快，而导致导流管30中的浸润物料不能经由第一流道进入第一区域13中继续浸润未完全浸透的加强材料20(即浸润界线23未达到的部分)，从而导致加强材料20不能完全被浸透，最终影响叶片主梁的灌注质量。

对于导流管30的第一流道的封堵方式本发明的实施例并不进行限定，根据本发明的示例性实施例，可以采用向导流管30中连续地填入填充材料的方式封堵导流管30的第一流道；也可以采用向导流管30中间断地填入填充材料的方式封堵导流管30的第一流道。

具体地，当采用向导流管30中连续地填入填充材料的方式封堵第一流道时，以通过第二填充口36连续地向真空袋32中填入泡沫胶为例，可以根据加强材料20的浸润界线23沿第一区域13至第二区域12的方向的移动速度确定泡沫胶的填入速度，只要使得导流管30内通过填入填充材料形成的移动的封堵面在填充材料的移动方向上不超过由浸润物料逐渐浸润加强材料20形成的浸润界线23即可。示例性地，当加强材料20上开始形成浸润界线23，获取浸润界线23的移动速度，例如浸润界线23的移动速度为0.01m/min。当加强材料20达到第一预定浸润程度时，则开始经由第二填充口36向真空袋32中填入填充材料，并且填充材料的填充速度小于或者等于0.01m/min。当然，对于获取浸润界线23的移动速度的方式，可以通过观察记录法或者其他的液体浸润检测装置来实现。

另外，采用向导流管30中间断地填入填充材料的步骤中，当通过第二填充口36间断地向真空袋32中填入泡沫胶时，可以根据浸润界线23沿第一区域13至第二区域12的方向的移动距离确定填入真空袋32的泡沫胶的长度。也就是说，可以根据浸润界线23的移动距离，分多次地向真空袋32中填入预定长度的泡沫胶，通过后填入的预定长度的泡沫胶推动先填入的泡沫胶在导流管30内移动，只要使得导流管30内通过填入填充材料形成的移动的封堵面在填充材料的移动方向上不超过由浸润物料逐渐浸润加强材料20形成的浸润界线23即可。示例性地，当加强材料20达到第一预定浸润程度时，浸润界线23距离导流管30的端部0.2m时，则开始经由第二填充口36向真空袋32中填入预定长度的填充材料，而此时填入的填充材料的长度需要小于或者等于0.2m，然后则可以间隔一段时间观察浸润界线23的移动距离。当浸润界线23再次移动0.2m时，则可以经由第二填充口36再次向真空袋32中填入填充材料，并且填入的填充材料的长度小于等于0.2m。当然填入的填充材料的长度可以根据浸润界线23相对于导流管30端部的实际移动距离进行相应调整。

另外，根据本发明的另一个示例性实施例，当加强材料20两端的浸润情况不相同时，则需要根据加强材料20两端(也就是位于第一区域11中的第一层叠部分24和位于第一区域13中的第一层叠部分26)各自的浸润情况，分别控制两个填充口各自填入填充材料的填充时刻，以及各自需要的填充速度。也就是说，此时需要判断加强材料20两端的两个浸润界线23相对于导流管30两端的移动距离，根据浸润界线23在加强材料20两端的不同的移动距离，分别经由对应的第一填充口35或者第二填充口36向真空袋32中填入填充材料，以满足第一区域11和第一区域13相应的流量控制需求。

另外，根据本发明的一个可选的实施例，还可以在导流管30中设置两个以上的封装部件，即可以在导流管30内设置两个以上的真空袋32，通过设置两个以上的真空袋32，能够向两个以上的真空袋32中填入不同的填充材料。当然需要说明的是，由于在上述的实施例中，导流管30的第一灌注口33和第二灌注口34设置在导流管30的靠近中心的位置，所以需要保证第一个填入的填充材料可以实现逐渐封堵第一流道的目的，也就是说，第一个被填入的填充材料可以为泡沫胶或者铅、汞等能够直接封堵导流管30的第一流道的材料。而在之后通过第二填充口36向导流管30中填入填充材料的过程中，则可以向剩余的真空袋32中填入其他的填充材料，例如此时可以填入压缩气体、液体等材料，以通过装有压缩气体、液体等材料的真空袋32推动装有泡沫胶或者铅、汞的真空袋32在导流管30中移动。

当在导流管30中设置多个真空袋32时，以通过第二填充口向真空袋32中填入填充材料为例，当将填充材料通过第二填充口36填入真空袋32中时，可以依次向两个以上的真空袋32中填入填充材料，以使两个以上的真空袋32能够在管体31中依次膨胀，通过两个以上的真空袋32的依次膨胀，使得位于后方的膨胀后的真空袋32能够推动位于前方的膨胀后的真空袋32在导流管30中移动，从而使得填充材料依然能够借由真空袋32在导流管30中移动，从而实现逐渐封堵导流管30的第一流道的目的。

步骤S105，停止灌注浸润物料的步骤。

根据本发明的实施例，在本步骤中，当加强材料20达到第二预定浸润程度时，则停止向导流管30中注入浸润物料。示例性地，第二预定浸润程度为：浸润界线23接近加强材料20的中间位置。也就是说，当浸润界线23沿第一区域13至第二区域12的方向移动至临近加强材料20的中间位置时，即可停止向导流管30的灌注口注入浸润物料。由于当浸润界线23沿第一区域13至第二区域12的方向移动至加强材料20的大致中间位置时，加强材料20的第二层叠部分25将要被浸润物料浸透，即说明加强材料20整体将要被浸润物料浸透，则此时可以停止向灌注空间中输送浸润物料，等待仍流动在灌注空间中的浸润物料对加强材料20剩余的未浸透部分进行充分浸润，直至经过一段时间后，加强材料20整体则会被浸透。

由此，能够根据叶片主梁的整体浸润程度及时判断停止灌注的时机，从而能够进一步节约树脂的用量，降低生产成本。当然，在其他的实施例中，还可以当导流管30的第一流道和第二流道被完全封堵时，停止向导流管30中注入浸润物料。因为随着加强材料20逐渐被浸透，导流管30的第一流道和第二流道逐渐被封堵，直至加强材料20完全被浸透，导流管30的第一流道和第二流道也会被完全封堵，所以此时停止向导流管30中注入浸润物料，则可以避免浪费浸润物料，并保证加强材料20完全被浸透。

接下来，在加强材料20整体被浸透后，即可进行后续的固化脱模、成型的步骤，当然固化脱模、成型的步骤为本领域技术人员熟知的操作，故在此不再进行赘述。至此，则完成整个真空灌注工艺。

在上述实施例中，由于加强材料20具有第二层叠部分25和位于第二层叠部分25两侧的第一层叠部分24和第一层叠部分26，所以灌注空间包括与第二层叠部分25对应的第二区域12，以及分别与第一层叠部分26和第一层叠部分26对应的第一区域11和第一区域13，但是本发明的实施例并不限于此。根据上述实施例，可以理解的是，灌注空间的第一区域11和第二区域12，需要根据加强材料20的具体结构进行设定，即当将加强材料20铺设于灌注空间后，加强材料20的第一层叠部分24、26位于灌注空间的第一区域11、13中；同时加强材料20的第二层叠部分25位于灌注空间的第二区域12中即可。例如，当加强材料20沿长度方向仅包括相继分布的第一层叠部分24和第二层叠部分25时，灌注空间则包括相继分布的第一区域11和第二区域12。

另外，加强材料20的第一层叠部分24和第二层叠部分25在上述实施例中是按照薄厚程度进行区分，但是本发明的实施例并不限于此。在其他的实施例中，例如还可按照加强材料20的层状结构的紧实程度划分出第一层叠部分24和第二层叠部分25，即可以将加强材料20的层状结构中的相对紧实的部分作为第二层叠部分25，而将加强材料20的层状结构中的相对松散的部分作为第一层叠部分24，此时，在具体的灌注过程中，同样是第一层叠部分24相比第二层叠部分25更容易被浸润物料浸透。

本发明实施例的真空灌注工艺中，对应加强材料的不同构成部分将灌注空间划分为第一区域和第二区域，并对应地在铺设于灌注空间中的导流管上开设能够注入浸润物料的灌注口以及与第一区域对应的填充口，以通过该填充口向导流管中填入填充材料，并且导流管具有与第一区域连通的第一流道和与第二区域连通的第二流道。因此在利用本发明实施例提供的真空灌注工艺辅助相应的构件进行真空灌注的过程中，当加强材料在浸润物料的浸润作用下达到第一预定浸润程度时，能够通过向导流管填入填充材料而逐渐封堵导流管的第一流道，从而减少导流管中的浸润物料向第一区域的流动，同时增加导流管中的浸润物料向第二区域的流动。由此，能够对进入第一区域和第二区域的浸润物料的流量进行及时调控，避免铺设在灌注空间的第一区域中的加强材料已经浸透后，流通在导流管中的浸润物料仍然通过第一流道向第一区域流动，而使第一区域内的加强材料出现浸润物料过剩现象；同时能够促使流通在导流管中的浸润物料通过第二流道向第二区域中流动，从而提升铺设在第二区域中的加强材料的浸透速度。因此能够节约浸润物料的用量，并提高真空灌注效率。另外，在通过浸润物料充分地浸润加强材料的同时，还可以避免灌注完成后导流管中残余过多的浸润物料，从而能够避免造成严重的材料浪费现象，因此能够降低生产成本。

本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。并且，在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。

Claims (12)

1.一种利用浸润物料对加强材料(20)进行浸润的真空灌注工艺，其特征在于，包括：

提供灌注空间的步骤，将所述加强材料(20)铺设在气密性覆盖体和模具(10)之间以形成环绕所述加强材料(20)的灌注空间，并且所述灌注空间包括沿着所述加强材料(20)的铺设方向的第一区域(11，13)和第二区域(12)；

铺设导流管的步骤，将所述导流管(30)沿着所述加强材料(20)的铺设方向布置以引导所述浸润物料流动，所述导流管(30)具有灌注口、第一流道、第二流道和填充口，并且使所述第一流道与所述第一区域(11，13)连通，所述第二流道与所述第二区域(12)连通以及所述填充口与所述第一区域(11，13)相对应；

灌注浸润物料的步骤，将所述浸润物料通过所述灌注口注入所述导流管(30)中，使所述浸润物料分别经由所述第一流道和所述第二流道进入对应的所述第一区域(11，13)和所述第二区域(12)，浸润所述加强材料(20)；以及

封堵导流管的步骤，在所述加强材料(20)达到第一预定浸润程度时，将填充材料经由所述填充口填入所述导流管(30)中，其中由所述填充材料在所述导流管(30)中形成的移动的封堵面在所述填充材料的移动方向上不超过由所述浸润物料逐渐浸润所述加强材料(20)形成的移动的浸润界线(23)，通过所述填充材料逐渐封堵所述第一流道，以减少所述导流管(30)中的浸润物料通过所述第一流道向所述第一区域(11，13)的流动，并增大所述浸润物料通过所述第二流道向所述第二区域(12)的流动。

2.根据权利要求1所述的真空灌注工艺，其特征在于，所述将填充材料通过所述填充口填入所述导流管(30)中还包括：以间断或者连续的方式将所述填充材料从所述填充口填入所述导流管(30)中。

3.根据权利要求1所述的真空灌注工艺，其特征在于，所述第一区域(11，13)的数量为两个以上，所述导流管(30)具有与两个以上的所述第一区域(11，13)对应的两个以上的所述填充口。

4.根据权利要求3所述的真空灌注工艺，其特征在于，所述填充材料根据所述两个以上的所述第一区域(11，13)中的所述加强材料(20)的所述第一预定浸润程度同时或者彼此独立地经由相应的所述填充口填入所述导流管(30)中。

5.根据权利要求3所述的真空灌注工艺，其特征在于，所述加强材料(20)包括玻璃纤维、碳纤维和芳香族聚酰胺纤维中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的真空灌注工艺，其特征在于，所述加强材料(20)为层状体，包括第一层叠部分(24，26)和第二层叠部分(25)，所述第一层叠部分(24，26)位于所述第一区域(11，13)，所述第二层叠部分(25)位于对应的所述第二区域(12)，并且所述第一层叠部分(24，26)的厚度小于所述第二层叠部分(25)的厚度。

7.根据权利要求6所述的真空灌注工艺，其特征在于，所述第一层叠部分(24，26)的数量为两个，并且两个所述第一层叠部分(24，26)分别位于所述第二层叠部分(25)的两侧。

8.根据权利要求1所述的真空灌注工艺，其特征在于，所述导流管(30)内设置有封装部件，所述封装部件具有与所述填充口连通的导入口，以使所述填充材料能够经由所述导入口进入所述封装部件中并借助于所述封装部件在所述导流管(30)中移动。

9.根据权利要求8所述的真空灌注工艺，其特征在于，所述填充材料通过所述填充口和所述导入口填入所述封装部件中使所述封装部件逐渐膨胀，以逐渐封堵所述第一流道。

10.根据权利要求8所述的真空灌注工艺，其特征在于，所述封装部件的数量为两个以上，并且两个以上的所述封装部件中能够填入不同的所述填充材料。

11.根据权利要求10所述的真空灌注工艺，其特征在于，所述将填充材料通过所述填充口填入所述导流管(30)中包括：依次向所述两个以上的所述封装部件中填入所述填充材料，以使两个以上的所述封装部件能够依次膨胀，并且通过位于后方的膨胀后的所述封装部件推动位于前方膨胀后的所述封装部件在所述导流管(30)中移动。

12.根据权利要求1所述的真空灌注工艺，其特征在于，所述真空灌注工艺还包括：

停止灌注浸润物料的步骤，在所述加强材料(20)达到第二预定浸润程度时，停止向所述导流管(30)中注入所述浸润物料；或者，当所述导流管(30)的所述第一流道和所述第二流道被完全封堵时，停止向所述导流管(30)中注入所述浸润物料。

Images