CN110239115A - 风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺、叶片板材及叶片 - Google Patents

风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺、叶片板材及叶片 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺、叶片板材及叶片，涉及风轮机板材制造领域，其技术要点为：一种风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺，包括如下工艺：利用牵引装置牵引纤维纱经导纱板进入树脂槽浸润树脂；牵引装置牵引脱模布经由剪裁装置对脱模布进行剪裁，在脱模布表面形成设定形状的通孔；将经剪裁后的脱模布覆盖至已充分浸润树脂的纤维纱上，并进入加热模具内固化成风机叶片制作用的表面具有纹路的补强板材；根据需要对上述板材进行切割。板材压合时，相邻板材之间由于纹路而形成灌注通道，在保证板材本身结构强度的基础上，板材之间结合牢固，其具有生产工序简易，成本低的优点。

Description

风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺、叶片板材及叶片
技术领域
本发明涉及风轮机叶片板材制造领域，更具体地说，它涉及一种风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺、叶片板材及叶片。
背景技术
现有技术中已知的风轮机通常包括分轮机塔架和设置在塔架顶部的风轮机引擎舱，在风轮机引擎舱上通过低速轴连接有包括三个风轮机叶片的风轮机转子。
现有技术已知的风轮机叶片通常用由金属、木材或碳纤维制成。利用碳纤维板来制造风轮机叶片时，叶片由多层碳纤维板层层压合而成，多层叶片之间的粘合再由树脂灌装工艺来实现，即将多层碳纤维板铺叠在模具腔中，密封模具腔，然后对模具腔抽真空并引入固化树脂，真空压力使树脂在多层碳纤维板周围和之间流动，达到粘合多层碳纤维板的效果。但是由于碳纤维板由拉挤成型，其具有相对光滑且平坦的外表面，因此，当多层碳纤维板叠放在模具腔中时，碳纤维板之间具有非常小的间隙空间。通常，这些间隙间距在0.1～0.3mm之间，如此小的空间难以使得树脂灌装进去或灌装不均匀，导致碳纤维板层与层之间形成不良结合或结合不牢固，存在相互脱层的风险，导致叶片使用过程中发生故障。
为了解决上述问题，如申请号为CN201480073086.9的中国发明专利中公开了一种用于风轮机叶片的增强板条，其采用在板材两端端部和表面开槽的方式，使得树脂能够流动进碳纤维板的层与层之间。在板材上开槽会造成板材的原纤维纹路被打断，造成板材本身结构强度的下降，板材具有易折断的风险，另外开槽的深度与形状也会受到板材本身厚度的限制。
又如申请号为201480070862.X的中国发明专利中公开了一种风轮机叶片，此发明在板材之间填充灌注促进层，灌注促进层采用具有孔隙和一定厚度的纤维层，从而增大板擦层与层之间的间隙空间，树脂得以流进和渗透进板材的层与层之间。但是这种方式不仅生产工序麻烦，而且制造成本大大增加。
发明内容
针对现有的技术问题，本发明的目的一在于提供一种风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺，通过采用对脱模布进行裁剪的方式，使得板材成型时表面具有纹路，板材压合时，相邻板材之间形成灌注通道，在保证板材本身结构强度的基础上，板材之间结合牢固，其具有生产工序简易，成本低的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺，其特征在于，包括如下工艺：
利用牵引装置牵引纤维纱经导纱板进入树脂槽浸润树脂；
牵引装置牵引脱模布经由剪裁装置对脱模布进行剪裁，在脱模布表面形成设定形状的通孔；
将经剪裁后的脱模布覆盖至已充分浸润树脂的纤维纱上，并进入加热模具内固化成风机叶片制作用的表面具有纹路的补强板材；
根据需要对上述板材进行切割。
通过采用上述技术方案，纤维纱浸润树脂后，在脱模布的存在下置于模具内进行固化成型成补强板材，由于脱模布上具有裁剪的通孔，部分树脂流到通孔中，后期将脱模布撕除形成相对补强板材的纹路，且纹路与补强板材一体成型；利用补强板材制作风机叶片时，纹路使得补强板材叠合时形成间隙，从而在相邻补强板材之间形成供树脂流通的灌注通道，灌注通道能够保证树脂快速均匀地流进相邻板材之间，能够去除气腔，达到相邻板材牢牢结合的目的，无需在补强板材上开槽，从而保证了补强板材的自身强度，且纹路形状与厚度并不受板材厚度限制，也无需在相邻补强板材之间填充纤维层，从而简化生产工序，降低生产成本，由于不加入任何杂质，一体化程度较高，结合更牢固。
进一步的，所述通孔长度方向与补强板材灌注树脂时树脂的流向相同。
通过采用上述技术方案，将通孔的长度方向设置成与树脂流动的方向相同，能够保证树脂填充时能够快速地、均匀地流进相邻补强板材之间，避免纹路附近形成流动死角，树脂无法快速均匀地流进死角而造成气泡现象，导致板材之间结合强度下降。
进一步的，所述通孔为圆形。
通过采用上述技术方案，将通孔设置为圆形，形成的纹路无棱无角，树脂流动不受纹路影响，从而保证树脂能够快速均匀地铺满相邻补强板材之间缝隙中。
进一步的，所述通孔为椭圆形。
通过采用上述技术方案，将通孔设置为圆形，形成的纹路无棱无角，树脂流动不受纹路影响，从而保证树脂能够快速均匀地铺满相邻补强板材之间缝隙中。
进一步的，所述牵引装置包括多个导纱辊。
通过采用上述技术方案，多个导纱辊同时工作可将纱线快速导入到树脂槽中，缩短生产工时，提高生产效率。
进一步的，所述剪裁装置为打孔机。
通过采用上述技术方案，可对脱模布进行快速打孔，不会再通孔的边缘形成翘起现象，使得补强板材在后续的固化成型时，表面平坦光滑。
进一步的，所述打孔机的模头可更换成不同形状的模头。
通过采用上述技术方案，更换不同的模头，可在脱模布上打出不同形状的通孔。
本发明的目的二在于提供一种风机叶片板材，其具有生产工序简易，成本低的优点。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种风机叶片板材，采用如目的一中所述风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺所制成。
通过采用上述技术方案，采用目的一的拉挤成型工艺制成的补强板材具有自身强度高的优点，利用此风机叶片板材制作叶片时，相邻风机叶片板材结合强度高。
进一步的，所述补强板材的至少一个侧面分布有纹路，且不同侧面的纹路分布方式、形状和大小均相同。
通过采用上述技术方案，在补强板材的至少一个侧面均设置纹路，相邻板材叠合时，纹路相对，从而进一步加宽树脂流动的灌注通道，使得树脂可快速均匀流进灌注通道内；将补强板材两侧面的纹路分布方式、形状和大小设置相同，可简化补强板材生产的工艺。
本发明的目的三在于提供一种风机叶片，其具有补强板材强度高，补强板材不易脱层的优点。
为实现上述目的三，本发明提供了如下技术方案：
一种风机叶片，包括多个如上述目的二所述的风机叶片板材，多个所述风机叶片板材层与层之间相互堆叠，相邻所述风机叶片板材上的纹路相互对应形成供树脂流动的灌注通道，相邻所述风机叶片板材之间由树脂固化。
通过采用上述技术方案，相邻补强板材之间具有与两个纹路厚度相等的间隙，树脂能够快速均匀流进相邻板材之间，保证补强板材结合的强度，从而制得的风机叶片强度高、不易脱层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本专利利用裁剪有通孔的脱模布，从而将树脂纹路施加于补强板材表面，板材表面的树脂纹路可于板材堆栈时形成间隙，从而形成供树脂流动的灌注通道，本专利方法不存在破坏板材纤维的风险，且表面施加的树脂纹路形状和厚度不受板材厚度的限制；纹路形成工艺由脱模布决定，只需在脱模布上裁剪相对应的通孔，板材成型之后撕去脱模布即可，生产工序较简易。
附图说明
图1为实施例一中风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺流程图；
图2为实施例一中补强板材的整体结构示意图；
图3为实施例二中补强板材的整体结构示意图；
图4为实施例四中风机叶片的部分结构示意图。
附图标记：1、牵引装置；2、导纱板；3、树脂槽；4、剪裁装置；5、加热模具；6、牵引机；7、切割锯；8、补强板材；9、纹路；10、灌注通道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例一
一种风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺，包括如下工艺：
如图1和图2所示，采用包含多个纱线辊的牵引装置1牵引纤维纱经导纱板2同时进入到树脂槽3中浸润树脂；
同时，牵引装置1牵引脱模布经剪裁装置4对脱模布进行打孔，在脱模布表面形成设定形状的通孔，通孔形状相应为圆形；
将经打孔后的脱模布覆盖至已充分浸润树脂的纤维纱上，并进入加热模具5内固化成风机叶片制作用的表面具有圆形纹路9的补强板材8；
补强板材8再经由牵引机6导出，然后依据风轮机叶片的形状，采用切割锯7对表面具有纹路9的补强板材8进行切割；
沿着通孔的长度方向，将脱模布从切割后的补强板材8上撕除。
其中剪裁装置4为具有圆形模头的打孔机。
本发明中风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺，相对工序较少，生产工序较简易，所制得的补强板材8无需在表面开槽，保证了自身强度，也无需填充纤维层，简化生产工序，降低生产成本。
实施例二
如图3所示，一种风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺，包括如下工艺：
采用包含多个纱线辊的牵引装置1牵引纤维纱经导纱板2同时进入到树脂槽3中浸润树脂；
同时，牵引装置1牵引脱模布经剪裁装置4对脱模布进行打孔，在脱模布表面形成设定形状的通孔，通孔形状相应为椭圆形；
将经打孔后的脱模布覆盖至已充分浸润树脂的纤维纱上，并进入加热模具5内固化成风机叶片制作用的表面具有椭圆形纹路9的补强板材8；
补强板材8再经由牵引机6导出，然后依据风轮机叶片的形状，采用切割锯7或磨轮对表面具有纹路9的补强板材8进行切割；
沿着通孔的长度方向，将脱模布从切割后的补强板材8上撕除。
其中剪裁装置4为具有椭圆形模头的打孔机。
本发明中风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺，相对工序较少，生产工序较简易，所制得的补强板材8无需在表面开槽，保证了自身强度，也无需填充纤维层，简化生产工序，降低生产成本。
实施例三
一种风机叶片板材，板材采用实施例一中所述的风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺所制成的补强板材8。补强板材8的两个侧面均分布有纹路9，且两侧面的纹路9分布方式、形状和大小均相同。
实施例四
如图4所示，一种风机叶片，包括三个如实施例三中所述的风机叶片板材，三个所述风机叶片板材层与层之间相互对齐且相互叠加，相邻所述风机叶片板材上的纹路9相互对应，相邻风机叶片板材之间形成供树脂填充的灌注通道10。这种风机叶片具有强度高不易脱层的特点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺，其特征在于，包括如下工艺：
利用牵引装置（1）牵引纤维纱经导纱板（2）进入树脂槽（3）浸润树脂；
牵引装置（1）牵引脱模布经由剪裁装置（4）对脱模布进行剪裁，在脱模布表面形成设定形状的通孔；
将经剪裁后的脱模布覆盖至已充分浸润树脂的纤维纱上，并进入加热模具（5）内固化成风机叶片制作用的表面具有纹路（9）的补强板材（8）；
根据需要对上述板材进行切割。
2.根据权利要求1所述的风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺，其特征在于，所述通孔长度方向与补强板材（8）灌注树脂时树脂的流向相同。
3.根据权利要求2所述的风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺，其特征在于，所述通孔为圆形。
4.根据权利要求2所述的风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺，其特征在于，所述通孔为椭圆形。
5.根据权利要求1所述的风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺，其特征在于，所述牵引装置（1）包括多个导纱辊。
6.根据权利要求1所述的风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺，其特征在于，所述剪裁装置（4）为打孔机。
7.根据权利要求6所述的风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺，其特征在于，所述打孔机的模头可更换成不同形状的模头。
8.一种风机叶片板材，其特征在于，采用权利要求1-7任意一项所述风机叶片制作用板材的拉挤成型工艺所制成。
9.根据权利要求8所述的叶片板材，其特征在于，所述补强板材（8）的至少一个侧面分布有纹路（9），且不同侧面的纹路（9）分布方式、形状和大小均相同。
10.一种风机叶片，其特征在于，包括多个如权利要求8-9任意一项所述风机叶片板材，多个所述风机叶片板材层与层之间相互堆叠，相邻所述风机叶片板材上的纹路（9）相互对应形成供树脂流动的灌注通道（10），相邻所述风机叶片板材之间由树脂固化。
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