CN112969854A - 用于风力发电机叶片的材料芯及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种用于风力发电机叶片的材料芯(100)，包括：芯体(101)；第一凹槽(102)，其从芯体(101)的第一侧(104)沿第一方向(106)延伸到芯体(101)中的深度d₁中；以及第二凹槽(103)，其从芯体(101)背向第一侧(104)的第二侧(105)沿与第一方向(106)相反的方向延伸到芯体(101)中的深度d₂，其中第二凹槽(103)与第一凹槽(102)平行；以及其中：d₂＝t‑d₁+x，1mm≤x＜d₁，其中t是芯体(101)的厚度，并且其中第一凹槽与第二凹槽之间的距离是o，其中：1mm≤o≤5mm。可以增强芯的悬垂性，同时降低所制造的芯的特性对制造变化的敏感性，同时可以实现诸如达到灌注板的最佳强度和刚度的附加优点。

Description

用于风力发电机叶片的材料芯及其制造方法

技术领域

本发明总的来说涉及风力发电机领域。更具体而言，本发明涉及一种用于风力发电机叶片的材料芯以及一种用于制造这样的材料芯的方法。此外，本发明还涉及一种风力发电机叶片及一种风力发电机。

背景技术

近年来，清洁能源领域呈现出快速发展的趋势。与传统的化石燃料相比，清洁能源作为一种新型能源，具有分布广泛、可再生性高、环境污染小等优点。作为清洁能源的代表，风力发电机的使用不断增长。

风力发电机的叶片是风力发电机捕获风能的重要组成部分，其质量直接关系到设备安全和发电效率。确定叶片质量的重要因素是形成叶片的构件的质量。夹芯板又是叶片构件的主要部分。夹芯板由称为“芯材”(或简称为“芯”)的轻质材料组成，芯材夹在较重但较薄的玻璃/碳纤维增强型聚合物层压板之间。在正常情况下，芯应当能够良好地悬垂到叶片模具表面上(所谓的“悬垂性”(drapability))，例如悬垂到双弯曲(凸或凹)表面上，以形成风力发电机叶片的翼型。良好的悬垂性可有助于提高叶片表面的性能，从而提高气动性能和发电效率，并提高安全系数。

为了改善芯材的悬垂性，通常会在芯材上切割出凹槽状的网格(或刻痕)。在现有技术中，已经提出了以下类型的凹槽：

-浅槽，其在一侧或两侧、长度和/或宽度方向上切割出，可以与1-3毫米的方格孔相结合。

-锯切割图案(见图1A)，其在芯的一侧的长度和/或宽度方向上切割出。小块例如通过轻质玻璃纤维织物固定被保持在一起。切割可以是剃刀切割(不去除材料)，以最小化树脂吸收。

-所谓的“柔性切割”(Flexi-cut)(见图1B)，即在两个方向上将芯的两侧都切割至大于芯厚度50％深度，从而形成“柔性”芯板。切割可以是剃刀切割(不去除材料)，以最小化树脂吸收。两侧的切割始终彼此等距。

-仅在一个方向上切割，以用于仅在单个曲率上的弯曲。切割可以是剃刀切割(不去除材料)，以最小化树脂吸收。

然而，现有的凹槽解决方案对制造变化和公差比较敏感，也就是说，制造的芯的特性可能会受到制造变化和公差的很大影响，这对制造过程提出了很高的要求，从而提高了叶片总的制造成本。

发明内容

以现有技术为出发点，本发明的任务是提供一种用于风力发电机叶片的材料芯以及制造这种材料芯的方法，通过该材料芯可以增强芯的悬垂性，同时降低材料芯的特性对制造变化的敏感性。同时可以获得额外的好处、例如灌注板的强度和刚度优化。

在本发明的第一方面，上述任务通过一种用于风力发电机叶片的材料芯来解决，该材料芯包括：

芯体；

第一凹槽，其从芯体的第一侧沿第一方向延伸到芯体中的深度d₁；以及

第二凹槽，其从芯体背向第一侧的第二侧沿与第一方向相反的方向延伸到芯体中的深度d₂，其中第二凹槽与第一凹槽平行，并且其中：

d₂＝t-d₁+x，

1mm≤x＜d₁，

其中t是芯体的厚度，并且其中第一凹槽与第二凹槽之间的距离是o，其中：

1mm≤o≤5mm。

应当注意的是，在本发明中，术语“凹槽”可以包括各种形式的凹口和狭缝，而不涉及其宽度，也就是说，本发明中使用的凹槽可以具有大的或小的宽度或根本不具有宽度(如在本发明中，术语“无宽度”表示该宽度是如此之小，以至于与芯体的其他尺寸相比可以忽略不计)。例如，在具有一定宽度的凹槽的情况下，凹槽中的材料可能已被去除，而在没有宽度的凹槽的情况下，凹槽可以是狭缝(或刻痕)而未去除任何或大量的材料。

还应当注意的是，第一方向和第二方向可以相对于芯的每一侧来解释。例如，第一方向和第二方向可以从芯的顶面指向底面，或者相反。并且，第一方向和第二方向可以垂直于或可以不垂直于芯的表面。在优选的实施方式中，第一方向和第二方向垂直于芯的顶面和底面。

在本发明的实施例中，芯体包括多个第一凹槽和多个第二凹槽，其中第一凹槽和第二凹槽之间的距离o小于两个相邻的第一凹槽之间的距离。这样一来，可以通过设置期望数量的第一凹槽和第二凹槽来进一步改善材料芯的悬垂性。第一凹槽和第二凹槽的数量可以因特定的应用实例而异。在一个优选的实施例中，如果相邻的两个第一凹槽彼此平行，则第一凹槽和第二凹槽之间的距离o为相邻的两个第一凹槽之间的距离的1/5、1/10、1/20或1/100。

在本发明的另一个实施例中，材料芯包括多对第一凹槽和第二凹槽，其中所述多对第一凹槽和第二凹槽在芯体的一个或多个侧面上形成图案。例如，图案可以包括一个或多个矩形、正方形、三角形或六边形。三角形可以是等边三角形或其他三角形，并且六边形可以是正六边形或其他六边形。所述图案可以形成在芯体的顶侧、底侧或侧面。

在本发明的另一个实施例中，芯体还包括：

第三凹槽，其从第一侧沿第二方向延伸到芯体中的深度d₁，第二方向相对于第一方向成第一角度α，其中第三凹槽相对于第一凹槽成第二角度β；以及

第四凹槽，其从第二侧沿与第二方向相反的方向延伸到芯体中的深度d₂，其中第四凹槽与第三凹槽平行，其中第三凹槽与第四凹槽之间的距离为o。

通过这样做，可以通过在另一方向上改善材料芯的悬垂性来改善材料芯的悬垂性。在一个优选实施例中，第一角度α为0°，第二角度β为90°，使得凹槽可以在芯的一个或多个侧面上形成正方形或矩形网格。在其他实施例中，第二方向可以不同于第一方向，即，第一角度α不为零，并且第三凹槽和第四凹槽不垂直于第一凹槽和第二凹槽，而是相对于第一凹槽和第二凹槽倾斜或具有斜角。这样，可以在所期望的方向上实现更好的悬垂性。

在另一个实施例中，芯体包括多个第三凹槽和多个第四凹槽，其中第三凹槽与第四凹槽之间的距离o小于两个相邻的第一凹槽之间的距离。通过这样做，可以通过设置所期望数量的第三凹槽和第四凹槽来进一步改善材料芯的悬垂性。第三凹槽和第四凹槽的数量可以因特定的应用实例而异。在一个优选的实施例中，如果相邻的两个第三凹槽彼此平行，则第三凹槽与第四凹槽之间的距离o为相邻的两个第三凹槽之间的距离的1/5、1/10、1/20或1/100。

在本发明的实施例中，第一凹槽和/或第二凹槽具有使得凹槽能够引导树脂流的宽度。以这种方式，例如通过用浸渍材料(即树脂)更好地润湿芯，可以促进芯与层压板之间的浸渍。

在本发明的另一个实施例中，芯体具有长方体的形状。应当注意，在其他实施例中，根据本发明的教导，可以想到其他形状的芯，例如立方体形状、圆形形状等。

在本发明的又一个实施例中，芯体由选自包括以下材料组的材料制成：轻(Balsa)木、泡桐(Paulownia)木、PET泡沫、PVC泡沫、SAN泡沫、PMI泡沫、PEI泡沫、PS泡沫和PU泡沫。在其他实施例中，根据本发明的教导，可以想到由其他材料、例如其他合成泡沫材料制成芯。

在本发明的第二方面，前述任务通过一种用于风力发电机叶片的夹芯板来解决，该夹芯板包括：

第一层压板和第二层压板；以及

根据本发明的材料芯，其设置在第一层压板和第二层压板之间。

在本发明的一个实施例中，第一层压板和/或第二层压板包括玻璃或碳纤维增强的聚合物。在其他实施例中，根据本发明的教导，可以想到由其他材料制成的层压板，例如包含其他增强材料如聚合物纤维的层压板。

在本发明的第三方面，前述任务通过一种用于制造用于风力发电机叶片的材料芯的方法来解决，该方法包括：

切割材料芯的芯体以形成第一凹槽，所述第一凹槽从芯体的第一侧沿第一方向延伸到芯体中的深度d₁；以及

切割芯体以形成第二凹槽，所述第二凹槽从芯体背向第一侧的第二侧沿与第一方向相反的方向延伸到芯体中的深度为d₂，其中第二凹槽平行于第一个凹槽，并且其中：

d₂＝t-d₁+x，

1mm≤x＜d₁，

其中t是芯体的厚度，并且其中第一凹槽与第二凹槽之间的距离是o，其中：

1mm≤o≤5mm。

应当注意，在本发明中，术语“切割”可以包括各种类型的切割、诸如激光切割、机械切割、热切割等。还可以理解的是，只要使得所制造的芯具有所需的凹槽，就可以以各种方向和方式执行所述切割。例如，可以在垂直方向上在顶侧或底侧上执行切割，或者可以在水平方向上在侧面上执行切割。

在本发明的一个实施例中，该方法还包括：

切割芯体以形成的第三凹槽，所述第三凹槽从第一侧沿第一方向延伸到芯体中的深度d₁，其中第三凹槽垂直于第一凹槽；以及

切割芯体以形成第四凹槽，所述第四凹槽从第二侧沿与第一方向相反的方向延伸到芯体中的深度d₂，其中第二凹槽与第三凹槽平行，其中第三凹槽与第四凹槽之间的距离是o。

通过这样做，可以在芯的一个或多个侧面上形成正方形或矩形的凹槽网格，从而可以提高悬垂性。

在本发明的另一个实施例中，切割芯体还包括：从芯体去除或不去除材料。在去除材料的情况下，凹槽可以具有更大的宽度，以促进浸渍，而在不去除材料的情况下，切割可以是剃刀切割，并且凹槽可以是狭缝，从而芯对树脂的吸收可以最小化，并且切割可以更简单或更低成本。

此外，本发明还涉及一种采用根据本发明的材料芯的风力发电机叶片和风力发电机。

本发明至少具有以下有益的技术效果：通过重新设计凹槽，本发明可以显著地降低所制造的芯的特性对制造变化和公差的敏感性，同时实现相同或甚至更好的悬垂性，同时还具有诸如使得灌注板达到强度和刚度最佳的附加优点。具体地，通过布置从与第一凹槽不同的另一侧开始切割的第二凹槽，芯将相对于双弯曲表面具有更高悬垂性，即芯可在两个方向上弯曲。通过缩短第二凹槽的深度并且将第二凹槽布置成更靠近第一凹槽，可以极大地降低甚至消除所制造的芯的特性对制造变化和公差的敏感性，从而获得更高质量的芯，并且还可以增强灌注板的强度和刚度。这基于发明人的如下洞察：制造变化和公差对芯的特性的影响的主要原因在于参数r、即第一凹槽的末端与芯体底侧之间的距离，在制造过程中很难精确控制，或者精确控制r的成本要高得多，从而导致芯的特性发生变化。同时，通过研究，发明人惊奇地发现，通过将第二凹槽布置得足够靠近第一凹槽(2mm≤o≤5mm，其中o是第一凹槽与第二凹槽之间的距离)，并根据r适当地确定第二凹槽的深度d₂(1mm+r≤d₂＜t，其中t是芯体的垂直厚度)，可以最小化甚至消除变化参数r对芯体特性的影响，从而使芯体特性对制造变化和公差的敏感性可以显着降低甚至消除，同时还出乎意料地提高了灌注板的强度和刚度。

应当理解，以上简要概述和以下详细描述均描述了各种实施例，并且旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特征的概述或细节。

附图被包括以提供对各种实施例的进一步理解，并且附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了根据本发明的各种实施例，并且与说明书一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。

附图说明

并入本发明并形成说明书一部分的说明书附图图解说明了本发明公开的实施例，并且与说明书一起进一步用于解释本发明的原理并使得本领域技术人员能够使用本发明。

图1是示出根据现有技术的叶片材料芯的技术方案的示意图。

图2A-2B示出了根据本发明的材料芯的第一示例性实施例的立体图和截面图。

图3A-3B示出了根据本发明的材料芯的第二示例性实施例的立体图和截面图。

图4-5示出了根据本发明的具有示例性凹槽图案的材料芯的俯视图。

图6示出了根据本发明的用于制造材料芯的方法的流程图。

具体实施方式

在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节，以便提供对以下描述的本发明的实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些的情况下实践本发明的实施例。在其他实例中，以框图形式示出了公知的结构和设备，以避免使本发明的实施例的基本原理难以理解。

尽管已经出于说明的目的阐述了本发明公开的实施例，但是前述描述不应被认为是对本发明或所附权利要求的范围的限制。因此，在不脱离本发明或所附权利要求的教导和范围的情况下，本领域技术人员可以想到各种修改，改编和替代。

应当注意，附图中的各个组件可能被放大示出以用于说明，而不必按比例绘制。在附图中，相同或功能相同的组件具有相同的附图标记。

在本发明中，除非另有说明，否则术语“在上方布置/布置”，“在上方布置/布置”和“在上方布置/布置”不排除在两个部件之间存在中间部件。另外，“布置/布置在上方，上方或上方”是指两个组件之间的相对位置关系，在某些情况下，例如在反转产品方向之后，也可以将其转换为“布置在下方，下方或下方”，反之亦然。

在本发明中，实施例仅旨在说明本发明的解决方案，而不应被解释为限制性的。

在本发明中，在组件之前使用的冠词“一”和“一个”并不旨在排除多个这样的组件。

还应该注意的是，在本发明的实施例中，为了清楚和简单起见，仅示出了一个或多个部件的一部分。然而，本领域技术人员将理解，根据本发明的教导，可以根据需要添加所需的一种或多种组分。

还应注意，在本发明的范围内，术语“相同”、“等于”等并不意味着该值是绝对相等的，而是允许一定的合理变化或公差，即此外，术语还包括“基本上相同”、“基本上等于”等。类似地，在本发明中，术语“垂直于”、“平行于”等表示方向也包括“基本上垂直于”、“基本上平行于”等。

另外，本发明的各种方法的步骤的编号不限制方法步骤的执行顺序。除非另外指出，否则可以以不同的顺序执行方法步骤。

本发明基于发明人的洞察，即现有的叶片材料芯技术方案具有至少两个主要缺陷。首先，现有技术中的一些叶片材料芯(或简称为“材料芯”或“芯”)仅在一侧上具有凹槽，因此在叶片模具表面的鞍点(在一个方向上凹入而在另一方向上凸出)上，为了将芯材料悬垂到叶片模具表面，芯或灌注板可能会在长度方向或宽度方向上断裂，从而导致芯或灌注板损坏。其次，现有的材料芯技术解决方案对制造变化和公差很敏感。发明人发现：制造变化和公差对芯的特性的影响的主要原因在于参数r，即第一凹槽的末端与芯体底侧之间的距离，在制造过程中很难精确控制，或者精确控制r的成本要高得多，从而导致芯的特性发生变化。例如，在参数r变化很大的情况下，材料芯的特性，例如悬垂性、耐用性、刚度等也变化很大，从而增加了材料芯较低质量或较低产率的可能性。同时，通过研究，发明人发现，通过将第二凹槽布置得足够靠近第一凹槽(1mm≤o≤5mm，其中o是第一凹槽与第二凹槽之间的距离)，并根据r适当地确定第二凹槽的深度d2(1mm+r≤d₂＜t，其中t是芯体的垂直厚度)，可以最小化甚至消除变化参数r对芯体特性的影响，从而使芯体特性对制造变化和公差的敏感性可以显着降低甚至消除，同时还出乎意料地提高了灌注板的强度和刚度。

在下文中，将结合实施例参考附图进一步阐述本发明。

图2A-2B示出了根据本发明的材料芯的第一示例性实施例的立体图和截面图(沿AA方向截取)。

参照图2A至图2B，在第一实施例中，根据本发明的用于风力发电机叶片的材料芯100包括以下部件：

-芯体101，其可以由轻木或合成泡沫例如PET泡沫、PVC泡沫和PU泡沫制成。在该实施例中，芯体101被示出为长方体形状，但是在其他实施例中，根据本发明的教导，可以想到其他形状的芯，例如立方体形状、平盘形状等。芯体101具有第一侧104(或“顶面”)和背向第一侧104的第二侧105(或“底面”)。

-第一凹槽102，其从芯体101的第一侧104沿第一方向106延伸到芯体101中的深度为d₁。即第一凹槽102从第一侧104开始，并在进入芯体101的深度d₁处终止。在该示例中，三个第一凹槽102设置在芯体101中，但是在其他示例中，其他数量(例如一个、四个、五个或二十个)的第一凹槽102可以设置在每个芯中。相邻的第一凹槽102可以彼此间隔相同的距离或不同的距离。第一凹槽102具有长度l₁和宽度w₁，其在所有第一凹槽102之间可以相同或不同。在一个优选实施例中，材料芯100中的所有第一凹槽102之间的长度l₁和宽度w₁相同。术语“凹槽的深度”是指在凹槽的延伸方向上凹槽的起点与终点之间的距离。术语“凹槽的长度”是指凹槽的垂直于凹槽的深度的两个尺寸中的较大尺寸。第一凹槽102的长度l₁可以延伸至芯体101整个宽度，即延伸穿过芯体101，或者它可以仅部分地延伸在芯体101宽度上。术语“凹槽的宽度”是指凹槽的垂直于凹槽的深度的两个尺寸中较小的尺寸、或者是垂直于由沿凹槽深度的直线和沿凹槽的长度的直线所限定的平面的尺寸。第一凹槽102的宽度w₁可以是较大的宽度或非常小的宽度(该宽度可以小到与它的其他尺寸相比可以忽略不计)。例如，在具有较大宽度的凹槽的情况下，凹槽中的材料可能已被去除，从而通过引导灌注流(即，树脂在凹槽中的流动)将有利于浸渍，而在凹槽具有非常小的宽度的情况下，凹槽可以是狭缝(或刻痕或剃刀切口)，而没有去除任何或显著的材料，使得芯对浸渍材料，即树脂(例如环氧树脂)的吸收实现最小化。

-第二凹槽103，其从芯体101的第二侧105沿与第一方向106相反的方向延伸到芯体101中的深度为d₂；第二侧105例如底面，背对第一侧104。即第二凹槽103从第二侧105开始，并在进入芯体101的深度d₂处终止。第二凹槽103平行于第一凹槽102。在该实施例中，这意味着第二凹槽103的长度l₂(未示出)的方向平行于第一凹槽102的长度l₁的方向。第二凹槽103的长度l₂可以延伸至芯体101整个宽度，即延伸穿过芯体101，或者它可以仅部分地延伸在芯体101宽度上。第二凹槽103的宽度w₂可以是较大的宽度或非常小的宽度(该宽度可以小到与它的其他尺寸相比可以忽略不计)。在该示例中，三个第二凹槽103设置在芯体101中，但是在其他示例中，其他数量(例如一个、四个、五个或二十个)的第二凹槽103可以设置在每个芯中。相邻的第二凹槽103可以彼此间隔相同的距离或不同的距离。第二凹槽103具有长度l₂(未示出)和宽度w₂，其在所有第二凹槽103中可以相同或不同，并且第二凹槽103的长度l₂和宽度w₂可以与第一凹槽102的长度和宽度相同或不同。在一个优选实施例中，在材料芯100中，所有的第二凹槽103的长度l₂和宽度w₂相同，并且与第一凹槽102的长度和宽度相同。第二凹槽103的深度d2以及第一凹槽102与第二凹槽130之间的距离o满足以下公式：

d₂＝r+x， (1)

r＝t-d₁， (2)

1mm≤x＜d₁， (3)

其中r是第一凹槽的末端与芯体底侧之间的距离，d₁是第一凹槽的深度，t是芯体101的厚度。

1mm≤o≤5mm (4)

在本发明中，通过将第二凹槽布置得足够靠近第一凹槽(1mm≤o≤5mm)，并根据r适当地确定第二凹槽的深度d₂(1mm+r≤d₂＜t)，可以最小化甚至消除变化参数r对芯体特性的影响，从而使芯体特性对制造变化和公差的敏感性可以显着降低甚至消除，同时还出乎意料地提高了灌注板的强度和刚度。与现有技术的凹槽设计“柔性切割”相比，根据本发明的第一凹槽102和第二凹槽103的不对称布置，在相同的浸渍树脂含量下将刚度增加20％。与现有技术的凹槽设计相比，根据本发明的第一凹槽102和第二凹槽103的不对称布置，灌注板的强度增加40％。由于减小了刚度对制造变化和公差的敏感性，因此根据本发明的非对称布置可保证刚度特性的变化会降低。与现有技术的凹槽设计相比，当芯的厚度改变时，根据本发明的非对称布置可保证刚度特性的变化会降低。

图3A-3B示出了根据本发明的材料芯的第二示例性实施例的立体图和截面图(沿AA方向)。

第一实施例与第二实施例之间的区别主要在于，在第二实施例中，第三凹槽107和第四凹槽108设置在芯体101中。

第三凹槽107从芯体第一侧104沿第二方向106’延伸到芯体101中的深度为d₃，第二方向106’相对于第一方向106成第一角度α，其中第三凹槽107相对于第一凹槽107成第二角度β；和在本实施例中，第一角度α为0度，第二角度为90度。在其他实施例中，第三凹槽107可以在第二方向106'上延伸，第二方向106'相对于第一方向成非零的第一角度α，并且第三凹槽107可以相对于第一凹槽107成斜角。进一步的，在本实施例中，只有一个第三凹槽107设置在芯体101中，但是在其他示例中，其他数量(例如一个、四个、五个或二十个)的第三凹槽107可以设置在每个芯中。第三凹槽107具有长度l₃和宽度w₃，其与第一凹槽102的长度和宽度可以相同或不同。

在本实施例中，第四凹槽108从第二侧沿与第一方向106相反的方向延伸到芯体101中的深度为d₄，其中第四凹槽108与第三凹槽107平行，其中第三凹槽107与第四凹槽108之间的距离为o'。第四凹槽108具有长度l₄和宽度w₄，其与第二凹槽103的长度和宽度可以相同或不同。

第三凹槽107的深度d₃可以与第一凹槽102的深度d₁相同或不同。第四凹槽108的深度d₄可以与第二凹槽103的深度d₂相同或不同。并且，第三凹槽107与第四凹槽108之间的距离o'可以同第一凹槽102与第二凹槽103之间的距离o相同或不同。在任何情况下，第三凹槽107的深度d₃和第四凹槽108的深度d₄以及第三凹槽107与第四凹槽108之间的距离o'都优选地满足公式(1)至(4)。

通过设置第三凹槽107和第四凹槽108，可以改善材料芯100在另一方向上的悬垂性，由此进一步改善材料芯100的悬垂性，在该实施例中，所述另一方向为第三凹槽107与第四凹槽108改善材料芯100的横向悬垂性(布置第一凹槽102和第二凹槽103在长度方向上增强了材料芯100的悬垂性)。

图4-5示出了根据本发明的具有示例性三角形和六边形凹槽图案的材料芯的俯视图。在图4和图5中，凹槽图案被示出为在芯体的顶面104上，但是在其他实施例中，图案可以形成在芯体的其他面上、诸如底面或侧面。如图所示，在图4和5中，第一凹槽102示为实线，第二凹槽103示为虚线。

在图4中，示出了三角形的图案，其中每个三角形由多对第一凹槽102和第二凹槽103形成。在该实施例中，三角形是等边的，但是在其他实施例中，可以形成其他三角形，例如直角三角形。使用具有特定形状的凹槽的图案，对于特定的弯曲模具表面可以获得所期望的悬垂性。

在图5中，示出了六边形的图案，其中每个六边形由多对第一凹槽102和第二凹槽103形成。在该实施例中，六边形是正六边形，但是在其他实施例中，可以形成其他六边形。使用具有特定形状的凹槽的图案，对于特定的弯曲模具表面可以获得所期望的悬垂性。

图6示出了根据本发明的用于制造材料芯的方法的流程图。虚线框中示出的步骤是可选步骤。

方法300开始于步骤302，在该步骤中，例如使用圆锯切割材料芯的芯体，以形成第一凹槽，所述第一凹槽从芯体的第一侧沿第一方向延伸到芯体中，延伸到芯体中的深度为d₁。为了形成第一凹槽，可以使用各种切割方法，例如激光切割、机械切割、热切割等。还可以理解的是，切割可以在各个方向上和以各种方式进行，只要使得所制造的芯具有所需的凹槽。例如，可以在垂直方向上在顶侧或底侧上执行切割，或者可以在水平方向上在侧面上执行切割。在以上两种情况下，可以形成相同结构的第一凹槽。

在步骤304，例如使用圆锯将芯体切割以形成第二凹槽，所述第二凹槽从芯体的背向第一侧的第二侧沿与第一方向相反的方向延伸，到芯体中的深度为d₂，其中第二凹槽平行于第一凹槽，并且其中第一凹槽的深度d₁和第二凹槽的深度d₂以及第一凹槽与第二凹槽之间的距离o满足公式(1)至(4)。为了形成第二凹槽，可以使用各种切割方法，例如激光切割、机械切割、热切割等。还可以理解的是，切割可以在各个方向上和以各种方式进行，只要使得所制造的芯具有所需的凹槽。例如，可以在垂直方向上在顶侧或底侧上执行切割，或者可以在水平方向上在侧面上执行切割。在以上两种情况下，可以形成相同结构的第二凹槽。

在可选步骤306，切割芯体以形成第三凹槽，所述第三凹槽从第一侧沿第一方向延伸到芯体的深度为d₃，其中第三凹槽垂直于第一凹槽。第一凹槽的切割方法可以与第一凹槽和第二凹槽的切割方法相同或不同。

在可选步骤308，切割芯体以形成第四凹槽，所述第四凹槽从第二侧沿与第一方向相反的方向延伸到芯体中的深度为d₄，其中第二凹槽平行于第三凹槽，其中第三和第四凹槽之间的距离为o'，其中第三凹槽107的深度d₃和第四凹槽108的深度d₄以及第三凹槽107与第四凹槽108之间的距离o'优选满足公式(1)至(4)。

前述对各种具体实施例的详细描述旨在充分公开本发明的概要性质，以使他人可以通过应用领域内的基本常识，在不进行过度实验且不背向本发明的基本概念的情况下，容易地修改/调整这些具体实施例以适应多种应用。因此，上述调整和修改基于本发明的教导和指导，旨在使这些修改和调整保持在本发明所描述的实施例的等同物的含义以及范围之内。能够理解，此处所用的词汇或术语均以描述为任务，从而使得具有专业知识的人在本发明的启示和指导下可以理解这些词汇和术语，而不应该被用来限定本发明的内容。

本发明的范围不受限于任一上述实施例，而应该依据权利要求书及其等同物来定义。

Claims (17)

1.一种用于风力发电机叶片的材料芯，包括：

芯体；

第一凹槽，其从芯体的第一侧沿第一方向延伸到芯体中的深度d₁；以及

第二凹槽，其从芯体背向第一侧的第二侧沿与第一方向相反的方向延伸到芯体中的深度d₂，其中第二凹槽与第一凹槽平行，并且其中：

d₂＝t-d₁+x，

1mm≤x＜d₁，

其中t是芯体的厚度，并且其中第一凹槽与第二凹槽之间的距离是o，其中：

1mm≤o≤5mm。

2.根据权利要求1所述的材料芯，其中所述芯体包括多个第一凹槽和多个第二凹槽，其中所述第一凹槽与第二凹槽之间的距离o小于相邻的两个所述第一凹槽之间的距离。

3.根据权利要求1或2所述的材料芯，其中所述芯体还包括：

第三凹槽，其从第一侧沿与第一方向成第一角度的第二方向延伸到芯体中的深度d₁，其中第三凹槽与第一凹槽成第二角度；以及

第四凹槽，其从芯体第二侧沿与第二方向相反的方向延伸到芯体中的深度d₂，其中第四凹槽与第三凹槽平行，其中第三凹槽与第四凹槽之间的距离为o。

4.根据权利要求1或2所述的材料芯，其中所述第一角度为0°，并且所述第二角度为90°。

5.根据权利要求3或4所述的材料芯，其中所述芯体包括多个第三凹槽和多个第四凹槽，其中第三凹槽与第四凹槽之间的距离o小于相邻的两个第一凹槽之间的距离。

6.根据权利要求1所述的材料芯，其中所述材料芯包括多对第一凹槽和第二凹槽，其中所述多对第一凹槽和第二凹槽在所述芯主体的一个或多个侧面上形成图案。

7.根据权利要求6所述的材料芯，其中所述图案包括一个或多个矩形、正方形、三角形或六边形。

8.根据权利要求1至3之一所述的材料芯，其中所述第一凹槽和/或所述第二凹槽具有使得所述凹槽能够引导树脂流的宽度。

9.根据权利要求1所述的材料芯，其中芯体具有长方体的形状。

10.根据权利要求1所述的材料芯，其中芯体由选自包括以下材料组的材料制成：

轻木、泡桐木、PET泡沫、PVC泡沫、SAN泡沫、PMI泡沫、PEI泡沫、PS泡沫和PU泡沫。

11.一种用于风力发电机叶片的夹芯板，包括：

第一层压板和第二层压板；以及

根据权利要求1至10中的一项所述的材料芯，其被布置在所述第一层压板与所述第二层压板之间。

12.根据权利要求11所述的夹芯板，其中所述第一层压板和/或第二层压板包括玻璃或碳纤维增强的聚合物。

13.一种用于风力发电机叶片的材料芯的制造方法，包括：

切割材料芯的芯体以形成第一凹槽，所述第一凹槽从芯体的第一侧沿第一方向延伸到芯体中的深度d₁；以及

切割芯体以形成第二凹槽，所述第二凹槽从芯体背向第一侧的第二侧沿与第一方向相反的方向延伸到芯体中的深度d₂，其中第二凹槽平行于第一个凹槽，其中：

d₂＝t-d₁+x，

1mm≤x＜d₁，

其中t是芯体的厚度，并且其中第一凹槽与第二凹槽之间的距离是o，其中：

1mm≤o≤5mm。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：

切割芯体以形成第三凹槽，所述第三凹槽从第一侧沿第一方向延伸到芯体中的深度d₁，其中第三凹槽垂直于第一凹槽；以及

切割芯体以形成第四凹槽，所述第四凹槽从第二侧沿与第一方向相反的方向延伸到芯体中的深度d₂，其中第二凹槽与第三凹槽平行，其中第三凹槽与第四凹槽之间的距离第四槽是o。

15.根据权利要求13所述的方法，其中切割所述芯体还包括：从所述芯体去除或不去除材料。

16.一种风力发电机叶片，包括根据权利要求11至12之一所述的夹层板。

17.一种风力发电机，包括权利要求16所述的风力发电机叶片。

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