CN111344141A - 用于形成纤维增强聚合物构件的方法和系统 - Google Patents

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CN111344141A CN201880073821.4A CN201880073821A CN111344141A CN 111344141 A CN111344141 A CN 111344141A CN 201880073821 A CN201880073821 A CN 201880073821A CN 111344141 A CN111344141 A CN 111344141A
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Abstract

本公开内容涉及一种用于形成纤维增强聚合物构件的方法。方法包括用储器内容纳的可聚合液体浸渍第一纤维束以形成第一浸渍纤维束。方法还包括将第一浸渍纤维束定位在储器的构建区域内。构建区域具有与纤维增强聚合物构件的截面形状对应的形状和尺寸。此外，方法包括辐照储器的构建区域以在构建区域内由可聚合液体形成聚合固体。聚合固体包围第一纤维束的一部分以形成纤维增强聚合物构件的至少一部分。

Description

用于形成纤维增强聚合物构件的方法和系统
技术领域
本公开内容大体上涉及纤维增强聚合物构件。更特别地，本公开内容涉及用于形成纤维增强聚合物构件(诸如用于风力涡轮中)的方法和系统。
背景技术
风力被认为是目前可获得的最清洁、最环境友好的能源中的一种，且风力涡轮在该方面获得了增加的关注。现代的风力涡轮典型地包括塔架、安装在塔架上的机舱、定位在机舱中的发电机，以及一个或多个转子叶片。该一个或多个转子叶片使用已知的翼型(airfoil)原理将风的动能转换为机械能。传动系将机械能从转子叶片传送到发电机。发电机然后将机械能转换成电能，电能可供应至公用电网。
风力涡轮的某些构件(诸如抗剪腹板或转子叶片的其它部分)可具有使用合适的增材制造过程来最佳形成的复杂几何形状。在许多此类增材制造过程中，成体积的液化热塑性塑料沉积在各个期望位置处，形成构件层。一旦该层固化，额外的液化热塑性塑料沉积在该层上的各个位置处，形成后续层。重复该过程，直到形成完整的构件。增强纤维可根据需要来添加。然而，该类型的增材制造过程大体上是耗时的且需要长的周期时间。
最近，研发了连续增材制造过程，其中每个层同时形成。这些连续增材制造过程大体上需要比其中材料一次沉积一滴的增材制造过程更加短的周期时间。然而，当前的连续增材制造过程不能结合增强纤维，该增强纤维对形成纤维增强聚合物构件(诸如风力涡轮中使用的那些)是必需的。
因此，用于连续形成纤维增强聚合物构件的改进的方法和系统在本领域中将受欢迎。
发明内容
技术的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述中清楚，或可通过实施技术来获悉。
在一方面，本公开内容涉及一种用于形成纤维增强聚合物构件的方法。方法包括用储器内容纳的可聚合液体浸渍第一纤维束以形成第一浸渍纤维束。方法还包括将第一浸渍纤维束定位在储器的构建区域内。构建区域具有与纤维增强聚合物构件的截面形状对应的形状和尺寸。此外，方法包括辐照储器的构建区域以在构建区域内由可聚合液体形成聚合固体。聚合固体包围第一纤维束的一部分以形成纤维增强聚合物构件的至少一部分。
在另一方面，本公开内容涉及一种用于形成连续纤维增强聚合物风力涡轮构件的格状(lattice)部分的方法。方法包括用储器内容纳的可聚合液体浸渍第一纤维束和第二纤维束以形成第一浸渍纤维束和第二浸渍纤维束。方法还包括将第一浸渍纤维束和第二浸渍纤维束定位在储器的构建区域内，其中第一纤维束定位在构建区域内与第二纤维束不同的位置处。构建区域具有与纤维增强聚合物风力涡轮构件的格状部分的截面对应的形状和尺寸。方法还包括辐照储器的构建区域以在构建区域内由可聚合液体形成聚合固体。聚合固体联接到构建板，且包围第一纤维束和第二纤维束的一部分，以形成纤维增强聚合物风力涡轮构件的格状部分的至少一部分。另外，方法包括在辐照构建区域时使构建板连续地远离构建区域移动。此外，方法包括当纤维增强聚合物风力涡轮的格状部分的截面被迫改变时调整构建区域的形状或尺寸中的至少一个。
在另外的方面，本公开内容涉及一种用于形成纤维增强聚合物构件的系统。系统包括容纳可聚合液体的储器。储器包括构建区域，该构建区域具有与纤维增强聚合物构件的截面对应的形状和尺寸。储器还包括定位在储器的底壁与构建区域之间的死区。死区包含用于防止可聚合液体聚合的氧。系统还包括镜子，该镜子构造成将辐射引导到储器的构建区域中。辐射在构建区域内由可聚合液体形成聚合固体。系统还包括定位在储器的死区内的引导工具。引导工具构造成将浸渍纤维束定位在储器的构建区域内。另外，系统包括控制器，该控制器通信地联接到镜子和引导工具。控制器配置成控制引导工具将浸渍纤维束定位在储器的构建区域内。控制器还配置成控制镜子辐照储器的构建区域。
参照以下描述和所附权利要求书，本技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合在该说明书中且构成该说明书的一部分的附图示出技术的实施例，且连同描述一起用来解释技术的原理。
附图说明
针对本领域普通技术人员的本技术的完整且开放(enabling)的公开内容(包括其最佳模式)在参照附图的说明书中阐述，在附图中：
图1是根据本公开内容的方面的示例性风力涡轮的透视图；
图2是根据本公开内容的方面的示例性转子叶片的透视图；
图3是大体上关于图2中示出的线3-3截取的转子叶片的截面图，示出根据本公开内容的方面的定位在转子叶片内的抗剪腹板；
图4是根据本公开内容的方面的抗剪腹板的一个实施例的透视图；
图5是根据本公开内容的方面的抗剪腹板的内部格状结构的一个实施例的透视图；
图6是根据本公开内容的方面的用于形成纤维增强聚合物构件的系统的一个实施例的示意图；
图7是用于形成图4中示出的纤维增强聚合物构件的系统的一部分的放大示意图，示出填充有可聚合液体的储器内的死区和构建区域；
图8是根据本公开内容的方面的聚合固体的底视图，示出多个引导工具，该多个引导工具构造成将多个纤维束定位在构建区域内；
图9是根据本公开内容的方面的引导工具的一个实施例的顶视图；以及
图10是根据本公开内容的方面的示出用于形成纤维增强聚合物构件的方法的一个实施例的流程图。
本说明书和图中的参考符号的重复使用意在表示本技术的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细地参照技术的本实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标记来指图中的特征。图和描述中相似或类似的标记用来指技术的相似或类似的部分。如本文中使用的，用语“第一”、“第二”和“第三”可能够互换地使用以使一个构件与另一个区分开，且不意在表示单独构件的位置或重要性。
每个示例提供作为技术的解释，不是技术的限制。实际上，对本领域技术人员将显而易见的是，可在本技术中作出修改和变型，而不脱离其范围或精神。例如，示出或描述为一个实施例的部分的特征可在另一实施例上使用，以产生更进一步的实施例。因此，意图的是，本技术覆盖如落入所附权利要求书和其等同物的范围内的此类修改和变型。
现在参照图，图1示出根据本公开内容的示例性风力涡轮10的一个实施例的透视图。如示出的，风力涡轮10大体上包括从支承表面14延伸的塔架12、安装在塔架12上的机舱16，以及联接到机舱16的转子18。转子18包括可旋转毂20以及联接到毂20且从毂20向外延伸的至少一个转子叶片22。例如，在图1中示出的实施例中，转子18包括三个转子叶片22。然而，在备选实施例中，转子18可包括多于或少于三个转子叶片22。每个转子叶片22可围绕毂20间隔，以便于旋转转子18来使动能从风转换为可用的机械能且随后转换为电能。例如，毂20可以可旋转地联接到定位在机舱16内的发电机24。
图2是转子叶片22中的一个的透视图。如示出的，转子叶片22包括联接到可旋转毂20(图1)的叶片根部26和与叶片根部26相反设置的叶片末端28。转子叶片22还可包括在前缘34与后缘36之间延伸的压力侧30和吸入侧32。另外，转子叶片22可包括限定叶片根部26与叶片末端28之间总长度的翼展38和限定前缘34与后缘36之间总长度的翼弦40。大体上，随着转子叶片22从叶片根部26延伸到叶片末端28，翼弦40可沿着翼展38在长度上变化。
现在参照图3，转子叶片22由壳42形成。在一些实施例中，壳42包括在转子叶片22的前缘34和后缘36处或附近联接(例如，粘合地联接)的第一壳部分44和第二壳部分46。在该方面，第一壳部分44和第二壳部分46可沿着整个翼展38和/或整个翼弦40延伸。然而，在备选实施例中，壳42可包括更多或更少的壳部分，且/或壳部分可在转子叶片22上的不同位置处连结。此外，在一些实施例中，每个壳部分可仅以翼展38和/或翼弦40的一部分延伸。
如图3中示出的，壳42包括限定转子叶片22的各个侧部和边缘的外表面。更特别地，第一壳部分44包括限定转子叶片22的压力侧30的外表面48。第二壳部分46包括限定转子叶片22的吸入侧32的外表面50。在图3中示出的实施例中，第一壳部分44和第二壳部分46联接在一起，使得第二壳部分46限定前缘34且/或第一壳部分44限定后缘36。然而，在备选实施例中，第一壳部分44可限定前缘34，且第二壳部分46可限定后缘36。在另外的实施例中，第一壳部分44和第二壳部分46都可限定前缘34和后缘36。
壳42限定其中的内腔52。即，转子叶片22大体上为中空的。在图3中示出的实施例中，第一壳部分44限定内表面54，且第二壳部分46限定内表面56。在该方面，第一壳部分44和第二壳部分46的内表面54、56限定内腔52。定位在内腔52中的各个结构构件(其将在下文更详细地论述)可将内腔52分为各个隔室。
在图3中示出的实施例中，转子叶片22包括定位在内腔52中的翼梁帽58、60。特别地，第一翼梁帽58(例如，粘合地)联接到第一壳部分44的内表面54。第二翼梁帽60(例如，粘合地)联接到第二壳部分46的内表面56。在该方面，第一翼梁帽58和第二翼梁帽60大体上可抵抗在风力涡轮10的操作期间在沿翼展的方向(即，与转子叶片22的翼展38平行的方向)上作用于转子叶片22的弯曲应力和/或其它负载。此外，第一翼梁帽58和第二翼梁帽60可抵抗在风力涡轮10的操作期间发生的转子叶片22的沿翼展的压缩。第一翼梁帽58和第二翼梁帽60可沿着翼展38从叶片根部26延伸到叶片末端28或其一部分。转子叶片22的一些实施例可包括零个、一个、三个、四个或更多个翼梁帽。
转子叶片22还包括一个或多个抗剪腹板62，该一个或多个抗剪腹板62在沿翼展的方向上延伸穿过内腔52。在一些实施例中，抗剪腹板62可使用下文描述的系统100和/或方法200来形成。每个抗剪腹板62包括联接到第一壳部分44的第一侧64和联接到第二壳部分46的第二侧66。在该方面，抗剪腹板62抵抗在第一壳部分44和第二壳部分46上施加的剪切力。在图3中示出的实施例中，转子叶片22包括一个抗剪腹板62，该抗剪腹板62引导成连接(例如，结合)到第一翼梁帽58和第二翼梁帽60。然而，在备选实施例中，转子叶片22可包括更多的抗剪腹板62，且/或抗剪腹板62可直接连接(例如，结合)到第一壳部分44和第二壳部分46的内表面54、56。在另外的实施例中，抗剪腹板62可在沿翼弦的方向(即，与转子叶片22的翼弦38平行的方向)上延伸。
图4示出抗剪腹板62的一个实施例。如示出的，抗剪腹板62可包括定位在第一面板70与第二面72之间的格状结构68。在一个实施例中，格状结构68和面板70、72可形成为整体结构。然而，在备选实施例中，格状结构68和面板70、72可为单独的构件，其粘合地联接在一起以形成抗剪腹板62。但抗剪腹板62可具有任何合适的构造。
图5更详细地示出格状结构68。更特别地，格状结构68可限定多个开放单元74，其为抗剪腹板62提供轻质构造。单元74可具有任何合适的形状和/或构造。此外，格状结构68可整体形成为单个构件，或形成为联接在一起的多个格状结构部分。虽然格状结构68示为抗剪腹板62的一部分，格状结构68可集成到风力涡轮10的任何构件(诸如第一壳部分44和第二壳部分46)中。
图6示出用于形成纤维增强聚合物构件102的系统100的一个实施例。大体上，纤维增强聚合物构件102包括包围或嵌入在聚合固体108内的一个或多个纤维束103。在一些实施例中，例如，纤维增强聚合物构件102可为风力涡轮10的构件，诸如抗剪腹板62中的一个或多个。然而，在备选实施例中，纤维增强聚合物构件102可为翼梁帽58、60、第一壳部分48、第二壳部分46、叶片根部26和/或风力涡轮10的任何其它合适构件中的一个或一部分。在另外的实施例中，纤维增强聚合物构件102可为用于任何合适应用(包括在风力涡轮外部的应用)中的任何合适的纤维增强聚合物构件。
如示出的，系统100包括容纳可聚合液体106的储器104。如下文将更详细描述的，辐照可聚合液体106的一部分以形成聚合固体108，其至少部分地限定纤维增强聚合物构件102。在若干实施例中，储器104可包括底壁110和侧壁112，其共同限定用于容纳可聚合液体106的室114。储器104的顶部可开放，以允许在纤维增强聚合物构件102形成期间从储器104中连续地去除聚合固体108。此外，储器104可包括定位在底壁108内的可透氧部分116。可透氧部分116向储器104内的可聚合液体106的一部分供应氧。像这样，可透氧部分116可由硅化物或另一合适的可透氧材料形成。不过，在其它实施例中，储器104可具有任何合适的构造。
在某些实施例中，可聚合液体106可为任何合适的液化热塑性材料。如本文中使用的，用语“热塑性材料”大体上包含性质上可逆的任何塑料材料或聚合物。例如，热塑性材料典型地在加热至一定温度时变得易曲折或可模制且在冷却时返回到更刚性的状态。此外，热塑性材料可包括非晶形热塑性材料和/或半晶态热塑性材料。例如，一些非晶形热塑性材料大体上可包括苯乙烯、乙烯基、纤维素、聚酯、丙烯酸、聚砜和/或酰亚胺。更特别地，示例性非晶形热塑性材料可包括聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、糖化(glycolised)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET-G)、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯、非晶形聚酰胺、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯、聚氨酯，或任何其它合适的非晶形热塑性材料。另外，示例性半晶态热塑性材料大体上可包括聚烯烃、聚酰胺、含氟聚合物、丙烯酸乙酯、聚酯、聚碳酸酯和/或缩醛。更特别地，示例性半晶态热塑性材料可包括聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯、聚苯硫醚、聚乙烯、聚酰胺(尼龙)、聚醚酮，或任何其它合适的半晶态热塑性材料。在备选实施例中，可聚合液体106可为任何UV固化或光固化树脂，包括合适的热固性材料。
系统100还包括具有构建表面120的构建板118，纤维增强聚合物构件102形成在构建表面120上。如示出的，在纤维增强聚合物构件102形成期间，聚合固体108联接到构建板118且从构建表面120延伸到储器104内容纳的可聚合液体106中。构建板118可能够相对于储器104移动，以便于从储器104中去除聚合固体108。特别地，合适的促动器(未示出)可使构建板116朝向和远离储器104的底壁108移动(例如，如由图6中的箭头122所指示的)。在一些实施例中，促动器可使构建板118相对于储器104以恒定或基本恒定的速度移动。
系统100还包括辐射源124，辐射源124配置成用于发出辐射(例如，如由图6中的箭头126所指示的)来辐照储器104容纳的可聚合液体106的一部分以形成聚合固体108。更特别地，辐射源124可发出辐射126，辐射126适于聚合或以其它方式固化储器104内的可聚合液体106以形成聚合固体108。例如，在一些实施例中，辐射126可为紫外线辐射。在此类实施例中，辐射源124可为黑光、短波紫外线灯、气体放电灯、紫外线LED、紫外线激光器，或用于发出紫外线辐射的任何其它合适的源。然而，在备选实施例中，辐射126可为任何合适类型的辐射，且/或辐射源124可为任何合适类型的辐射源。
此外，系统100可包括镜子128，镜子128构造成用于使由辐射源124发出的辐射126引导到储器104的构建区域130中。大体上，构建区域130为用辐射126辐照的储器104的部分。更特别地，当用辐射126辐照时，构建区域130内的可聚合液体106形成与构建区域130具有相同形状和尺寸的聚合固体108的一部分。在该方面，储器104的构建区域130具有与当前形成的纤维增强聚合物构件102的部分的截面对应的形状和尺寸。像这样，构建区域130可限定单个闭合形状，诸如图8中示出的大体上环形的轮廓，或限定若干单独形状，诸如格状结构68(图4)的截面。如下文将更详细描述的，镜子128可响应于当前形成的纤维增强聚合物构件102的部分的截面上的改变来调整构建区域130的形状、尺寸和/或位置。因此，在一些实施例中，镜子128可为数字微镜装置(DMD)芯片。不过，在其它实施例中，镜子128可为用于将辐射124引导到储器104中的任何合适的装置。此外，如示出的，镜子128可引导辐射126穿过储器104的底壁110，诸如穿过可透氧部分116。但镜子128可引导辐射126穿过储器104的任何合适的壁或部分。
仍参照图6，系统100可包括用于向储器104提供一个或多个纤维束103来用于用可聚合液体106浸渍的合适构件。在浸渍之后，将纤维束103定位在构建区域130内以用于在辐照期间包围或嵌入到聚合固体108中(如下文将描述的)。如示出的，系统100可包括一个或多个心轴132，纤维束103从该一个或多个心轴132松开。纤维束103然后可通过张紧器组件134，张紧器组件134具有一个或多个张紧器轮136，该一个或多个张紧器轮136向每个纤维束103施加张力以防止其中的任何松弛。惰轮138将每个纤维束103引导到储器104中。像这样，纤维束132浸没于可聚合液体106中以形成浸渍纤维束140。静态导向装置142将每个浸渍纤维束140朝向构建区域130引导，以用于嵌入或包围于聚合固体108内。如示出的，每个纤维束103的一端可联接到构建板118。在该方面，当构建板118和聚合固体108远离储器104的底壁110移动时，构建板118和/或聚合固体108将纤维束103从心轴134松开，从而拉动纤维束103穿过各个轮136、138、142且进入储器104以用于浸渍。虽然图6示出四个纤维束103，可浸渍更多或更少的纤维束103来用于最后包围或嵌入在聚合固体108内以形成纤维增强聚合物构件102。此外，任何合适的构件或构件的组合可向储器104提供纤维束103来用于浸渍。而且，向储器104提供纤维束103来用于浸渍的构件可为静态装置(例如，拉动通过纤维束103的套筒使得纤维束103改变方向)或动态装置(例如，轮)。例如，在一个实施例中，静态装置可在纤维束103浸没于可聚合液体106内时引导纤维束103，而动态装置可在纤维束103不浸没于可聚合液体106内时引导纤维束103。
大体上，纤维束103可包括多个单独的连续纤维。例如，在一些实施例中，纤维束可包括多个连续的碳纤维或连续的玻璃纤维。不过，纤维束103可包括多个聚合物纤维、木纤维、竹纤维、陶瓷纤维、纳米纤维、金属纤维，或其它类似的纤维或其合适的组合。
现在参照图4-6，系统100可包括一个或多个引导工具144，该一个或多个引导工具144构造成用于将浸渍纤维束140定位在储器104的构建区域130内。如上文提到的，构建区域130相对于构建板118的形状、尺寸和/或位置可响应于纤维增强聚合物构件102的截面上的改变来改变。在该方面，引导工具144可调整浸渍纤维束140相对于构建板130的位置，使得在纤维增强聚合物构件102的截面改变时浸渍纤维束140保持在储器104的构建区域130内。在所示出的实施例中，系统100包括四个引导工具144。像这样，系统100可包括用于每个浸渍纤维束140的一个引导工具144。不过，在备选实施例中，系统100可包括任何合适数量的引导工具144。例如，系统100可包括多个引导工具144使得引导工具144紧靠在一起定位以将纤维束103紧靠在一起定位。
如图7中最佳示出的，引导工具144可定位在储器104内构建区域130与底壁110之间。例如，引导工具144中可定位在储器104的死区146内，死区146位于构建区域130与底壁110之间。如上文提到的，储器104的可透氧部分116向可聚合液体116的一部分供应氧(例如，如由图7中的箭头148所指示的)。大体上，包含氧148的可聚合液体116的部分称为死区146，且定位在储器104的底壁110与构建区域130之间。出于说明的目的，图7中的虚线150划定死区146和构建区域130的界线。死区146中的氧148防止可聚合液体106在辐射126通过其中时聚合或以其它方式固化。像这样，引导工具144定位在死区146内防止死区146中的可聚合液体106在引导工具144上固化。此外，死区146防止其中的可聚合液体106在储器104的底壁110上固化，且防止聚合固体108相对于底壁110移动。氧148不渗透到构建区域130中且防止其中的聚合。
如上文提到的，引导工具144可调整浸渍纤维束140相对于构建板118的位置。在一些实施例中，如图8中示出的，引导工具144可使浸渍纤维束140朝向构建板118的中心(例如，如由图7中的箭头152所指示的)和远离构建板118的中心(例如，如由图7中的箭头154所指示的)调整。在此类实施例中，在纤维增强聚合物构件102的截面窄化时，引导工具144可使浸渍纤维束140在方向152上移动。相反地，在纤维增强聚合物构件102的截面加宽时，引导工具144可使浸渍纤维束140在方向154上移动。大体上，各个浸渍纤维束140定位在构建区域130中的不同位置内。在一些实施例中，引导工具144围绕纤维增强聚合物构件102的整个周边定位，诸如围绕构件102约360度。然而，在备选实施例中，引导工具144可使浸渍纤维束140在任何合适的方向上移动，使得在纤维增强聚合物构件102形成期间浸渍纤维束140保持在构建区域130内。
图9示出引导工具144中的一个的示例性实施例。如示出的，引导工具144包括联接到柄部158的一端的促动器156(例如，螺线管、电动马达等)和联接到柄部158的另一端的环160。环158限定孔162，通过该孔162抽拉对应的浸渍纤维束140。像这样，环158将浸渍纤维束140约束在与储器104的底壁110平行的平面中。在该方面，当促动器156延伸(即，使柄部158在方向152上移动)或缩回(即，使柄部158在方向154上移动)时，引导工具144使对应的浸渍纤维束140相对于构建板118移动。虽然引导工具144的孔162示为仅接纳一个纤维束103，孔162可接纳任何数量的纤维束103，诸如两个或更多个纤维束103。在其中孔162接纳多个纤维束103的实施例中，引导工具144可不需要像其孔162仅接纳一个纤维束103的引导工具144那样紧靠在一起定位。然而，在备选实施例中，引导工具144可具有任何合适的构造。
再次参照图7，系统100还可包括控制器164，该控制器164配置成电子地控制系统100的一个或多个构件的操作。大体上，控制器164可对应于任何合适的基于处理器的装置，包括一个或多个计算装置。如图7中示出的，例如，控制器164可包括一个或多个处理器166以及一个或多个相关联的存储器装置168，其配置成执行多种计算机实现的功能(例如，执行本文中公开的方法、步骤、计算等)。如本文中使用的，用语“处理器”不仅指本领域中被认为是包括于计算机中的集成电路，而且指控制器、微型控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)，以及其它可编程电路。另外，存储器装置168大体上可包括存储器元件，该存储器元件包括但不限于：计算机可读介质(例如，随机存取存储器(RAM))、计算机可读非易失性介质(例如，闪速存储器)、光盘-只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、数字多功能盘(DVD)和/或其它合适的存储器元件或其组合。存储器装置168可存储指令，该指令在由处理器166执行时引起处理器166执行各种功能，诸如下文参照图10描述的方法200的一个或多个方面。另外，控制器164还可包括各种其它合适的构件，诸如通信电路或模块、一个或多个输入/输出通道、数据/控制总线等。
在若干实施例中，控制器164可配置成控制引导工具144将浸渍纤维束140的一部分定位在储器104的构建区域130内。更特别地，控制器164可经由有线或无线连接来通信地联接到引导工具144，以允许控制信号传送(例如，由图7中的虚线170所指示的)到引导工具144。例如，控制信号170可指示引导工具144的促动器156使对应的柄部158在方向152或方向154上移动，以将浸渍纤维束140定位在构建区域130内。在一些实施例中，控制器164可配置成基于纤维增强聚合物构件102的期望几何形状来确定构建区域130的位置。
控制器164还可配置成控制辐射源124和/或镜子128以辐照储器104的构建区域130。更特别地，控制器164可经由有线或无线连接来通信地联接到辐射源124，以允许控制信号传送(例如，由图7中的虚线172所指示的)到辐射源124。例如，控制信号172可指示辐射源124发出辐射126。此外，控制器164可经由有线或无线连接来通信地联接到镜子128，以允许控制信号传送(例如，由图7中的虚线174所指示的)到镜子128。例如，控制信号174可指示镜子128将辐射126引导到储器104中以辐照构建区域130。如上文提到的，控制器164可配置成基于纤维增强聚合物构件102的期望几何形状来确定储器104内的构建区域130的位置。
控制器164还可配置成控制与构建板118相关联的促动器(未示出)在构建区域130被辐照时使构建板118连续地远离构建区域130和储器104移动。在该方面，使聚合固体108移动到构建区域130外允许辐射126辐照流入构建区域130代替聚合固体108的可聚合液体106，从而形成纤维增强聚合物构件102的后续层。
另外，控制器164可配置成相对于构建板118调整储器104内的构建区域130的尺寸、形状和/或位置。如上文指示的，纤维增强聚合物构件102的截面可变化。在该方面，控制器164可配置成控制镜子128和/或引导工具144(例如，分别经由控制信号170、174)使得辐照的构建区域130和浸渍纤维束140的位置对应于当前形成的纤维增强聚合物构件102的部分的截面。
图10示出根据本主题的方面的用于形成纤维增强聚合物构件的方法200的一个实施例。虽然图10出于说明和论述的目的描绘以特定顺序执行的步骤，本文中论述的方法不限于任何特定的顺序或布置。像这样，本文中公开的方法的各个步骤可在不脱离本公开内容的范围的情况下以各种方式省略、重新布置、组合和/或调整。
如图10中示出的，在(202)处，方法200可包括用储器内容纳的可聚合液体浸渍一个或多个纤维束以形成一个或多个浸渍纤维束。例如，纤维束103可在进入储器104的构建区域130之前抽拉穿过储器104内的可聚合液体106，以形成浸渍纤维束140。如上文提到的，各个轮(例如，惰轮138、142)可引导纤维束103进入和穿过聚合液体106。
在(204)处，方法可包括将一个或多个浸渍纤维束定位在储器的构建区域内。例如，如上文指示的，控制器164可通信地联接到引导工具144，从而允许控制器164将控制信号170传送到引导工具144，指示引导工具144将浸渍纤维束140定位在构建区域130内。
此外，在(206)处，方法200包括辐照储器的构建区域以在构建区域内由可聚合液体形成聚合固体。例如，控制器164可通信地联接到辐射源124，从而允许控制器164将控制信号172传送到辐射源124，指示辐射源124发出辐射126，诸如紫外线辐射。此外，控制器164可通信地联接到镜子128，从而允许控制器164将控制信号174传送到镜子128，指示镜子128将由辐射源124发出的辐射126引导到储器的构建区域130中。如上文描述的，辐射126在构建区域130内聚合或以其它方式固化可聚合液体106以形成聚合固体108，聚合固体108包围纤维束103以至少部分地限定纤维增强聚合物构件102。
另外，在(208)处，方法200可包括在辐照构建区域时使构建板连续地远离构建区域移动。例如，在辐照构建区域130时，促动器(未示出)可使构建板118连续地远离构建区域130和储器104移动，诸如以相对于储器104的恒定速度。如上文指示的，此类连续移动允许形成纤维增强聚合物构件102的每个后续层。
与常规系统和方法不同，本文中公开的系统100和方法200连续添加式地形成纤维增强聚合物构件。
该书面描述使用示例来公开技术(包括最佳模式)，且还使本领域的任何技术人员能够实施该技术，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。技术的可申请专利的范围由权利要求书限定，且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例包括不异于权利要求书的字面语言的结构元件，或如果它们包括带有与权利要求书的字面语言非实质性差异的等同结构元件，此类其它示例意在处于权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种用于形成纤维增强聚合物构件的方法，所述方法包括：
用储器内容纳的可聚合液体浸渍第一纤维束以形成第一浸渍纤维束；
将所述第一浸渍纤维束定位在所述储器的构建区域内，所述构建区域具有与所述纤维增强聚合物构件的截面对应的形状和尺寸；以及
辐照所述储器的构建区域以在所述构建区域内由所述可聚合液体形成聚合固体，所述聚合固体包围所述第一纤维束的一部分以形成所述纤维增强聚合物构件的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述纤维增强聚合物构件的截面改变时，调整所述构建区域的形状、尺寸或位置中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述纤维增强聚合物构件的截面改变时，调整所述第一纤维束的位置。
4.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，调整所述第一纤维束的位置包括用定位在所述储器的死区内的引导工具来调整所述第一纤维束的位置，所述死区定位在所述储器的底壁与所述构建区域之间，所述死区包含用于防止所述可聚合液体聚合的氧。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
用所述储器内容纳的所述可聚合液体浸渍第二纤维束以形成第二浸渍纤维束；以及
将所述第二浸渍纤维束定位在所述储器的构建区域内，所述第二浸渍纤维束定位在所述构建区域的与所述第一纤维束不同的部分中。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述储器的可透氧部分向所述储器供应氧以在所述储器内产生死区，所述死区定位在所述储器的底壁与所述构建区域之间，所述氧防止所述可聚合液体聚合。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，辐照所述构建区域包括用镜子将辐射引导到所述储器的构建区域中。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合固体联接到构建板。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在辐照所述构建区域时使所述构建板连续地远离所述构建区域移动。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，辐照所述构建区域包括用紫外线辐射辐照所述构建区域。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维增强聚合物构件是连续纤维增强聚合物构件。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一纤维束包括多个碳或玻璃纤维。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维增强聚合物构件是风力涡轮构件。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述风力涡轮构件是抗剪腹板。
15.一种用于形成连续纤维增强聚合物风力涡轮构件的格状部分的方法，所述方法包括：
用储器内容纳的可聚合液体浸渍第一纤维束和第二纤维束以形成第一浸渍纤维束和第二浸渍纤维束；
将所述第一浸渍纤维束和所述第二浸渍纤维束定位在所述储器的构建区域内，所述第一纤维束定位在所述构建区域内与所述第二纤维束不同的位置处，所述构建区域具有与所述纤维增强聚合物风力涡轮构件的格状部分的截面对应的形状和尺寸；
辐照所述储器的构建区域以在所述构建区域内由所述可聚合液体形成聚合固体，所述聚合固体联接到构建板，所述聚合固体包围所述第一纤维束和所述第二纤维束的一部分以形成所述纤维增强聚合物风力涡轮构件的格状部分的至少一部分；
在辐照所述构建区域时使所述构建板连续地远离所述构建区域移动；以及
在所述纤维增强聚合物风力涡轮的格状部分的截面被迫改变时，调整所述构建区域的形状或尺寸中的至少一个。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述连续纤维增强聚合物风力涡轮构件的截面改变时，调整所述第一纤维束和所述第二纤维束的位置。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，调整所述第一纤维束和所述第二纤维束的位置包括用第一引导工具来调整所述第一纤维束的位置以及用第二引导工具来调整所述第二纤维束的位置，所述第一引导工具和所述第二引导工具定位在所述储器的死区内，所述死区定位在所述储器的底壁与所述构建区域之间，所述死区包含用于防止所述可聚合液体聚合的氧。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述连续纤维增强聚合物风力涡轮构件是抗剪腹板。
19.一种用于形成纤维增强聚合物构件的系统，所述系统包括：
储器，所述储器容纳可聚合液体，所述储器包括构建区域，所述构建区域具有与所述纤维增强聚合物构件的截面对应的形状和尺寸，所述储器还包括定位在所述储器的底壁与所述构建区域之间的死区，所述死区包含用于防止所述可聚合液体聚合的氧；
镜子，所述镜子构造成将辐射引导到所述储器的构建区域中，所述辐射在所述构建区域内由所述可聚合液体形成聚合固体；
引导工具，所述引导工具定位在所述储器的死区内，所述引导工具构造成将浸渍纤维束定位在所述储器的构建区域内；以及
控制器，所述控制器通信地联接到所述镜子和所述引导工具，所述控制器配置成控制所述引导工具将所述浸渍纤维束定位在所述储器的构建区域内，所述控制器还配置成控制所述镜子辐照所述储器的构建区域。
20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述控制器配置成控制所述引导工具在所述纤维增强聚合物构件的截面改变时调整所述纤维束的位置。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6672233B2 (ja) * 2017-09-25 2020-03-25 三菱重工業株式会社 複合材翼の成形方法、複合材翼及び複合材翼の成形型
EP3787872A4 (en) * 2018-05-03 2021-11-24 General Electric Company BAR FOR WIND TURBINE ROTOR BLADES AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF
CN111775456A (zh) * 2020-07-07 2020-10-16 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种凹形主梁风电叶片的制作方法及凹形主梁风电叶片

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020056782A1 (en) * 2000-09-11 2002-05-16 Gabrys Christopher W. High-speed manufacturing method for composite flywheels
CN105122136A (zh) * 2013-02-12 2015-12-02 卡本桑迪有限公司 三维制造的方法和设备
CN106426917A (zh) * 2015-07-31 2017-02-22 波音公司 用于增材制造复合零件的系统和方法

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3793108A (en) * 1967-06-23 1974-02-19 Glastrusions Augmented curing of reinforced plastic stock
US4892764A (en) * 1985-11-26 1990-01-09 Loctite Corporation Fiber/resin composites, and method of making the same
JPS641526A (en) * 1987-04-27 1989-01-05 Toyo Cloth Kk Molding of composite material by means of ultra-violet ray curing
US5139710A (en) * 1991-05-24 1992-08-18 Global Thermal Conditioning, Inc. Shadow boundary process for the continuous radiant cure of composites
US5869178A (en) * 1994-08-25 1999-02-09 The University Of North Carolina At Chapel Hill Pultruded fiber-reinforced plastic and related apparatus and method
GB9501605D0 (en) * 1995-01-27 1995-03-15 Kobe Steel Europ Ltd Radiation-curable compositions
US6106761A (en) * 1995-09-20 2000-08-22 Wirsbo Bruks Ab Method for heating and/or cross-linking of polymers and apparatus therefor
US5633042A (en) * 1996-05-28 1997-05-27 Matsushita Electric Works, Ltd. Process for manufacturing prepregs for use as electric insulating material
GB9615995D0 (en) * 1996-07-30 1996-09-11 Kobe Steel Europ Ltd Fibre reinforced compositions and methods for their production
NO20014582D0 (no) 2001-09-20 2001-09-20 Anders Henrik Bull Armeringselement og fremgangsmåte ved fremstilling av armeringselement
BRPI0519889B1 (pt) 2005-02-03 2019-09-10 Vestas Wind Sys As método de fabricação de um elemento de invólucro de pá de turbina eólica, método de fabricação de uma pá de turbina eólica, pá de turbina eólica, elemento de invólucro de pá de turbina eólica, uso de um método, e subconjunto
US20110088841A1 (en) * 2007-07-03 2011-04-21 Thunhorst Kristin L Apparatus and method of impregnating fibrous webs
DE102012108132B4 (de) * 2012-08-31 2015-01-22 Firep Rebar Technology Gmbh Verfahren zur Herstellung von Bewehrungselementen aus faserverstärktem Kunststoff
JP5925325B2 (ja) 2012-09-24 2016-05-25 三菱重工業株式会社 風車翼の製造方法
JP6356700B2 (ja) 2013-02-12 2018-07-11 カーボン，インコーポレイテッド 連続的液体界相印刷
US9498920B2 (en) 2013-02-12 2016-11-22 Carbon3D, Inc. Method and apparatus for three-dimensional fabrication
WO2015080888A2 (en) 2013-11-26 2015-06-04 Eipi Systems, Inc. Rapid 3d continuous printing of casting molds for metals and other materials
US10035284B2 (en) * 2013-12-03 2018-07-31 Ocv Intellectual Capital, Llc UV-curable glass fiber sizing compositions
WO2015105762A1 (en) 2014-01-08 2015-07-16 Carbon3D, Inc. Materials and methods for three-dimensional fabrication
WO2015142546A1 (en) 2014-03-21 2015-09-24 Carbon3D, Inc. Method and apparatus for three-dimensional fabrication with gas injection through carrier
EP3134250B1 (en) 2014-04-25 2023-11-15 Carbon, Inc. Continuous three dimensional fabrication from immiscible liquids
CN107073813B (zh) 2014-06-20 2019-07-05 卡本有限公司 使用可聚合液体的往复送料的三维打印
US10569465B2 (en) 2014-06-20 2020-02-25 Carbon, Inc. Three-dimensional printing using tiled light engines
US10661501B2 (en) 2014-06-20 2020-05-26 Carbon, Inc. Three-dimensional printing method using increased light intensity and apparatus therefor
EP3158400B1 (en) 2014-06-23 2022-06-01 Carbon, Inc. Methods of producing three-dimensional objects from materials having multiple mechanisms of hardening
US10589512B2 (en) 2014-07-10 2020-03-17 Carbon, Inc. Methods and apparatus for continuous liquid interface production with rotation
US10668709B2 (en) 2014-08-12 2020-06-02 Carbon, Inc. Three-dimensional printing using carriers with release mechanisms
WO2016025579A1 (en) 2014-08-12 2016-02-18 Carbon3D, Inc. Three-dimensional printing with build plates having a smooth or patterned surface and related methods
US9975295B2 (en) 2014-08-12 2018-05-22 Carbon, Inc. Acceleration of stereolithography
WO2016109550A1 (en) 2014-12-31 2016-07-07 Carbon3D, Inc. Three-dimensional printing of objects with breathing orifices
WO2016112084A1 (en) 2015-01-06 2016-07-14 Carbon3D, Inc. Build plate for three dimensional printing having a rough or patterned surface
WO2016112090A1 (en) 2015-01-07 2016-07-14 Carbon3D, Inc. Microfluidic devices and methods of making the same
WO2016115236A1 (en) 2015-01-13 2016-07-21 Carbon3D, Inc. Three-dimensional printing with build plates having surface topologies for increasing permeability and related methods
US20180133959A1 (en) 2015-01-30 2018-05-17 Carbon, Inc. Build plates for continuous liquid interface printing having permeable sheets and related methods, systems and devices
EP3250369B8 (en) 2015-01-30 2020-10-28 Carbon, Inc. Build plates for continuous liquid interface printing having permeable base and adhesive for increasing permeability and related method and apparatus
EP3253558B1 (en) 2015-02-05 2020-04-08 Carbon, Inc. Method of additive manufacturing by fabrication through multiple zones
AU2016215409B2 (en) 2015-02-05 2020-10-01 Carbon, Inc. Method of additive manufacturing by intermittent exposure
US20160229123A1 (en) 2015-02-09 2016-08-11 Carbon3D, Inc. Remote three-dimensional continuous liquid interface production (clip) systems, related printers, and methods of operating the same
WO2016133759A1 (en) 2015-02-20 2016-08-25 Carbon3D, Inc. Methods and apparatus for continuous liquid interface printing with electrochemically supported dead zone
WO2016140891A1 (en) 2015-03-05 2016-09-09 Carbon3D, Inc. Continuous liquid interface production with sequential patterned exposure
US20180015662A1 (en) 2015-03-05 2018-01-18 Carbon, Inc. Fabrication of three dimensional objects with variable slice thickness
US10391711B2 (en) 2015-03-05 2019-08-27 Carbon, Inc. Fabrication of three dimensional objects with multiple operating modes
WO2016145050A1 (en) 2015-03-10 2016-09-15 Carbon3D, Inc. Microfluidic devices having flexible features and methods of making the same
WO2016145182A1 (en) 2015-03-12 2016-09-15 Carbon3D, Inc. Additive manufacturing using polymerization initiators or inhibitors having controlled migration
WO2016149104A1 (en) 2015-03-13 2016-09-22 Carbon3D, Inc. Three-dimensional printing with flexible build plates
US10843402B2 (en) 2015-03-13 2020-11-24 Carbon, Inc. Three-dimensional printing with reduced pressure build plate unit
WO2016149151A1 (en) 2015-03-13 2016-09-22 Carbon3D, Inc. Three-dimensional printing with concurrent delivery of different polymerizable liquids
US10336000B2 (en) 2015-03-13 2019-07-02 Carbon, Inc. Methods, systems, and computer program products for determining orientation and fabrication parameters used in three-dimensional (3D) continuous liquid interface printing (CLIP) systems, and related printers
WO2017040890A1 (en) 2015-09-04 2017-03-09 Carbon3D, Inc. Methods of making three dimensional objects from dual cure resins with supported second cure
US10792868B2 (en) 2015-09-09 2020-10-06 Carbon, Inc. Method and apparatus for three-dimensional fabrication
ITUB20155642A1 (it) * 2015-11-17 2017-05-17 Milano Politecnico Apparecchiatura e metodo per la stampa tridimensionale di materiali compositi a fibra continua
JP6579092B2 (ja) * 2016-12-14 2019-09-25 トヨタ自動車株式会社 トウプリプレグの製造方法及び検査方法
US10857726B2 (en) * 2017-01-24 2020-12-08 Continuous Composites Inc. Additive manufacturing system implementing anchor curing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020056782A1 (en) * 2000-09-11 2002-05-16 Gabrys Christopher W. High-speed manufacturing method for composite flywheels
CN105122136A (zh) * 2013-02-12 2015-12-02 卡本桑迪有限公司 三维制造的方法和设备
CN106426917A (zh) * 2015-07-31 2017-02-22 波音公司 用于增材制造复合零件的系统和方法

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