CN113858658B - 一种风电叶片后缘飞边的免切边方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风电叶片后缘飞边的免切边方法，包括以下步骤：弹性体材料铺设、铺层前包合模真空材料铺设、蒙皮铺层及飞边处理、铺层时合模真空材料防护、蒙皮灌注、粘接、飞边处理；通过本发明方案生产的叶片，单支叶片后加工效率提升30min以上，叶片后处理切边工序由“划线、切边、打磨修型”优化为“划线、打磨修型”，消除切边工步，加快了后段叶片流转效率。

Description

一种风电叶片后缘飞边的免切边方法
技术领域
本发明涉及风电叶片生产领域，具体涉及一种风电叶片后缘飞边的免切边方法。
背景技术
风电自上世纪九十年代初起步于欧洲，自此也开启了一项人类可以利用更多清洁资源的新领域。经过三十余年的发展，全球风电取得了令人瞩目的成绩，逐渐成为了可再生能源发展的重要领域之一，吸引着越来越多的国家和企业加入其中。风电发电机叶片是使风电发电机风轮旋转并产生气动力的部件，是水平轴风电发电机的核心部件之一，其发展影响到了风电产业的发展，风电叶片作为风力发电的重要因素，其生产制备工艺及质量也广受关注。
现全球风电叶片的供应商中，除西门子外各风电叶片供应商均采用风电叶片分次成型工艺，即迎背风面蒙皮分别灌注成型后进行合模粘接形成一整个叶片，在合模粘接固化后，叶片合模缝粘接处粘接胶与玻纤布超出叶片轮廓的部分，通常被称为叶片的“飞边”，叶片的飞边必须经过切割处理后，才能达到叶片生产的标准轮廓要求；但叶片飞边的加工切割在整个叶片生产过程中存在以下劣势：(1)飞边切割过程产生大量固废、粉尘，影响环境、员工易产生职业病；(2)飞边切割作业大部分为人工采用电动工具(如切割机)作业，因转速高易发生安全事故、切伤产品影响产品质量；(3)叶片后缘厚度取决于模具合模大小及棱台位置玻璃钢厚度，叶片后缘厚度超标缺陷频发，增加了维修成本；虽然前期通过降低飞边切割转速及提升切割除尘功能，但仅能达到减少粉尘排放量和降低作业安全风险的效果，对叶片生产过程中“飞边”的去除及固废垃圾的减少无任何显著改善，且对客户高度关注的刀锋厚度缺陷无任何实质性的改善；因此，需有效方法亟待解决以上技术问题。
发明内容
本发明旨在提供一种实现叶片飞边免切，且降低叶片后缘刀锋缺陷，提高叶片质量的风电叶片后缘飞边的免切边方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种风电叶片后缘飞边的免切边方法，包括以下步骤：
①弹性体材料铺设：在叶片模具迎风面的后缘内棱与外棱之间铺设弹性体材料，在所述弹性体材料上铺设铁氟龙胶带；
②铺层前包合模真空材料铺设：铺设脱模布A覆盖上述铁氟龙胶带，同时在所述叶片模具的背风面内、外棱之间的棱台处铺设脱模布B；
③蒙皮铺层及飞边处理：在所述叶片模具迎风面与所述背风面的型腔内分别铺设迎风面玻纤套材与背风面玻纤套材，所述迎风面玻纤套材与所述迎风面模具后缘内棱齐平，所述背风面玻纤套材与所述背风面模具后缘内棱齐平；
④铺层时合模真空材料防护：在所述迎风面玻纤套材后缘粘接区上铺放脱模布C，且该脱模布C幅宽搭接至所述迎风面内外棱之间，然后在所述迎风面内外棱位置处铺放多孔膜A；在所述背风面玻纤套材后缘粘接区处铺放脱模布D，且该脱模布D幅宽搭接至所述背风面内、外棱之间，然后在所述背风面内外棱位置处铺放多孔膜B；
⑤蒙皮灌注、粘接：在所述迎风面玻纤套材与所述背风面玻纤套材上铺设灌注辅材，然后进行蒙皮真空灌注及固化，待上述固化结束后，清理所述灌注辅材以及所述多孔膜A、多孔膜B、脱模布C和所述脱模布D，同时在包合模真空时，真空膜分别包在所述脱模布A、脱模布B上，然后抽真空进行所述迎风面蒙皮翻模粘接处理，待粘接后进行加热固化；
⑥飞边处理：待固化结束开模后，将所述脱模布A、脱模布B分别从所述迎风面与所述背风面外蒙皮上撕除，将所述迎风面与所述背风面蒙皮内棱处挤出的粘接胶掰除，同时进行叶片后缘打磨修型，即完成叶片飞边免切处理。
进一步，所述弹性体材料与所述迎风面之间使用粘接剂固定。
进一步，所述铁氟龙胶带一侧幅宽搭接至所述迎风面型腔内，且同时另一侧幅宽搭接至所述迎风面外棱外侧。
进一步，在步骤②中，所述脱模布A全面覆盖所述铁氟龙胶带。
进一步，在步骤②中，所述脱模布B一侧幅宽搭接至所述背风面型腔内，且同时另一侧幅宽搭接至所述背风面外棱外侧。
进一步，所述脱模布A铺设为2层，且规格为105g/m2。
进一步，所述迎风面模具后缘内棱、外棱分别与所述背风面模具后缘内棱、外棱垂直对齐。
进一步，在步骤④中，所述多孔膜A覆盖所述脱模布A，且所述多孔膜A搭接至所述迎风面型腔内20-50mm。
进一步，在步骤④中，所述多孔膜B覆盖所述脱模布B，且所述多孔膜B搭接至所述背风面型腔内20-50mm。
进一步，所述弹性体材料为硅橡胶。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)在环保方面，消除了风电叶片玻璃钢飞边，风电叶片生产过程中固废产量平均减少0.7kg/m，消除了切边粉尘及大锯切边存在的安全隐患；
(2)从工序优化及效率方面，单支叶片后加工效率提升30mi n以上，切边工序由“划线+切边+打磨修型”优化为“划线+打磨修型”，消除切边工步，加快后段叶片流转效率；
(3)从质量方面，迎风面后缘边缘布层形成圆角过渡，有效解决了叶尖区域因玻璃钢层厚度、合模缝尺寸、棱台抗磨等问题导致的后缘厚度不稳定问题。
附图说明
图1为本发明中叶片模具迎风面后缘铺层结构示意图；
图2为本发明中叶片迎风面与背风面后缘粘接结构示意图；
图3为本发明中叶片粘接脱模后的后缘结构示意图；
图中：1、迎风面，2、内棱，3、弹性体材料，4、外棱，5、铁氟龙胶带，6、脱模布A，7、多孔膜A，8、脱模布C，9、迎风面玻纤套材，10、背风面，11、背风面玻纤套材，12、脱模布B，13、粘接胶。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例：优选地，以60米级别叶片生产为例
①弹性体材料铺设：在叶片模具迎风面1的后缘50-60m处，内棱2与外棱4之间铺设厚度为3mm的弹性体材料3硅橡胶，硅橡胶通过粘接剂与迎风面1模具固定粘接，宽度与模具内棱2与外棱4之间的棱台宽度一致，该硅橡胶厚度通常较模具对应位置合模缝厚度厚1-2mm，合模液压锁紧过程弹性体材料3压缩后厚度完全填充合模缝且不扛模，弹性体材料3的作用为在叶片合模后填充合模缝间隙，使挤出内棱2的粘接胶13在棱台位置厚度为0.5mm，轻轻一掰即可掉落；在硅橡胶上铺设铁氟龙胶带5，且铁氟龙胶带5的幅宽要大于迎风面1内外棱之间的距离，铁氟龙胶带5一侧幅宽搭接至迎风面1型腔内、且同时另一侧幅宽搭接至迎风面1外棱4外侧；
②铺层前包合模真空材料铺设：在铁氟龙胶带5上铺设2层规格为105g/m2的脱模布A6，且该脱模布A6全面覆盖铁氟龙胶带5，同时脱模布A6搭接至迎风面1型腔内；在叶片模具的背风面10内外棱处铺设脱模布B12，脱模布B12一侧幅宽搭接至背风面10型腔内、且同时另一侧幅宽搭接至背风面10外棱外侧；脱模布A6与脱模布B12的铺设是为了替代原有包合模真空用的飞边，脱模布A6、脱模布B12分别与型腔内的迎风面1布层、背风面10布层搭接，树脂灌注后，脱模布A6与迎风面1布层形成一体，脱模布B12与背风面10布层形成一体，方便合模包真空同时可有效保证真空密封的要求，但不影响脱模布A6、脱模布B12从蒙皮上撕除；
③蒙皮铺层及飞边处理：在叶片模具迎风面1与背风面10的型腔内分别铺设迎风面玻纤套材9与背风面玻纤套材11，裁切迎风面玻纤套材9，使其与迎风面1模具后缘内棱2齐平，裁切背风面玻纤套材11，使其与背风面10模具后缘内棱齐平；
④铺层时合模真空材料防护：在迎风面玻纤套材9后缘粘接区处铺放脱模布C8，且该脱模布C8幅宽搭接至迎风面1内、外棱之间，然后在迎风面1内、外棱的棱台位置处铺放多孔膜A7，多孔膜A7覆盖外漏的脱模布A6，且搭接至迎风面1型腔内50mm；在背风面玻纤套材11后缘粘接区处铺放脱模布D，且该脱模布D幅宽搭接至背风面10内外棱之间，然后在背风面内外棱的棱台位置处铺放多孔膜B，多孔膜B覆盖外漏的脱模布B12，且搭接至背风面10型腔内50mm；
⑤蒙皮灌注、粘接：在迎风面玻纤套材9与背风面玻纤套材11上均铺设灌注辅材，然后进行迎风面1与背风面10蒙皮真空灌注及固化，待上述固化结束后，清理灌注辅材、多孔膜A7、多孔膜B、脱模布C8和脱模布D，同时在迎、背风面包合模真空时，真空膜分别包在所述脱模布A6、脱模布B12上，因迎风面1翻模对真空要求较高，故将脱模布A6使用2层105g/m2玻纤布，脱模布A6、脱模布B12替代原有超出模具内棱的飞边，以保证合模包真空的要求，在保证真空要求的前提下使叶片飞边能够从源头处剔除，包真空合格后进行抽真空，迎风面1翻模进行迎、背风面蒙皮粘接处理，待粘接后进行加热固化；
⑥飞边处理：待固化结束开模后，将脱模布A6、脱模布B12从迎、背风面蒙皮上撕除，将迎、背风面蒙皮内棱挤出的粘接胶13掰除，因弹性体材料的放置，迎风面后缘边缘布层可形成圆角过渡，降低了叶片后缘粘接缺陷，进行叶片后缘打磨修型，即完成叶片飞边免切处理。
为说明本发明的效果，对使用普通方法及实施例所述方法生产的风电叶片进行固废产量、后缘加工节约累计时长、后缘刀锋缺陷个数数据统计，相关数据如表1所示：
叶片型号 固废减量kg/m 后缘加工节约累计时长min 后缘刀锋缺陷个数
68.6B-B-080 7.0 32 0
68.6B-B-082 7.1 30 0
68.6B-B-083 6.9 31 0
68.6B-E-043 6.9 23 1
68.6B-E-045 7.3 30 0
68.6B-E-046 7.1 29 0
64-A-066 8.2 33 0
64-A-068 7.9 29 0
64-A-069 8.0 32 0
64-A-070 8.1 30 0.
以上统计结果中，叶片生产均采用本发明方法生产，本发明方法较普通现有方法相比，有以下改进：
(1)在环保方面，消除了风电叶片玻璃钢飞边，风电叶片生产过程中固废产量平均减少0.7kg/m，消除了切边粉尘及大锯切边存在的安全隐患；
(2)从工序优化及效率方面，单支叶片后加工效率提升30min以上，切边工序由划线+切边+打磨修型优化为划线+打磨修型，消除切边工步，加快后段叶片流转效率；
(3)从质量方面，迎风面后缘边缘布层形成圆角过渡，有效解决了叶尖区域因玻璃钢层厚度、合模缝尺寸、棱台抗磨等问题导致的后缘厚度不稳定问题。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种风电叶片后缘飞边的免切边方法，其特征在于：包括以下步骤：
①弹性体材料铺设：在叶片模具迎风面(1)的后缘内棱(2)与外棱(4)之间铺设弹性体材料(3)，在所述弹性体材料(3)上铺设铁氟龙胶带(5)；
②铺层前包合模真空材料铺设：铺设脱模布A(6)覆盖上述铁氟龙胶带(5)，同时在所述叶片模具的背风面(10)内、外棱之间的棱台处铺设脱模布B(12)；
③蒙皮铺层及飞边处理：在所述叶片模具迎风面(1)与所述背风面(10)的型腔内分别铺设迎风面玻纤套材(9)与背风面玻纤套材(11)，所述迎风面玻纤套材(9)与所述迎风面(1)模具后缘内棱(2)齐平，所述背风面玻纤套材(11)与所述背风面(10)模具后缘内棱齐平；
④铺层时合模真空材料防护：在所述迎风面玻纤套材(9)后缘粘接区上铺放脱模布C(8)，且该脱模布C(8)幅宽搭接至所述迎风面(1)内外棱之间，然后在所述迎风面(1)内外棱位置处铺放多孔膜A(7)；在所述背风面玻纤套材(11)后缘粘接区处铺放脱模布D，且该脱模布D幅宽搭接至所述背风面(10)内、外棱之间的棱台处，然后在所述背风面(10)内外棱位置处铺放多孔膜B；
⑤蒙皮灌注、粘接：在所述迎风面玻纤套材(9)与所述背风面玻纤套材(11)上铺设灌注辅材，然后进行蒙皮真空灌注及固化，待上述固化结束后，清理所述灌注辅材以及所述多孔膜A(7)、多孔膜B、脱模布C(8)和所述脱模布D，同时在包合模真空时，真空膜分别包在所述脱模布A(6)、脱模布B(12)上，然后抽真空进行所述迎风面(1)蒙皮翻模粘接处理，待粘接后进行加热固化；
⑥飞边处理：待固化结束开模后，将所述脱模布A(6)、脱模布B(12)分别从所述迎风面(1)与所述背风面(10)外蒙皮上撕除，将所述迎风面(1)与所述背风面(10)蒙皮内棱处挤出的粘接胶(13)掰除，同时进行叶片后缘打磨修型，即完成叶片飞边免切处理。
2.根据权利要求1所述的一种风电叶片后缘飞边的免切边方法，其特征在于：所述弹性体材料(3)与所述迎风面(1)之间使用粘接剂固定。
3.根据权利要求1所述的一种风电叶片后缘飞边的免切边方法，其特征在于：所述铁氟龙胶带(5)一侧幅宽搭接至所述迎风面(1)型腔内，且同时另一侧幅宽搭接至所述迎风面(1)外棱(4)外侧。
4.根据权利要求1所述的一种风电叶片后缘飞边的免切边方法，其特征在于：在步骤②中，所述脱模布A(6)全面覆盖所述铁氟龙胶带(5)。
5.根据权利要求1所述的一种风电叶片后缘飞边的免切边方法，其特征在于：在步骤②中，所述脱模布B(12)一侧幅宽搭接至所述背风面(10)型腔内，且同时另一侧幅宽搭接至所述背风面(10)外棱外侧。
6.根据权利要求1所述的一种风电叶片后缘飞边的免切边方法，其特征在于：所述脱模布A(6)铺设为2层，且规格为105g/m2。
7.根据权利要求1所述的一种风电叶片后缘飞边的免切边方法，其特征在于：所述迎风面(1)模具后缘内棱(2)、外棱(4)分别与所述背风面(10)模具后缘内棱、外棱垂直对齐。
8.根据权利要求1所述的一种风电叶片后缘飞边的免切边方法，其特征在于：在步骤④中，所述多孔膜A(7)覆盖所述脱模布A(6)，且所述多孔膜A(7)搭接至所述迎风面(1)型腔内20-50mm。
9.根据权利要求1所述的一种风电叶片后缘飞边的免切边方法，其特征在于：在步骤④中，所述多孔膜B覆盖所述脱模布B(12)，且所述多孔膜B搭接至所述背风面(10)型腔内20-50mm。
10.根据权利要求1所述的一种风电叶片后缘飞边的免切边方法，其特征在于：所述弹性体材料(3)为硅橡胶。
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