CN114248469A - 一种复合材料风电叶片前后缘粘接角模具优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合材料风电叶片前后缘粘接角模具优化方法，包括以下步骤：S1、准备模具，铺放隔离膜、脱模布、纤维布和导流网；S2、布放注胶管、抽气管；S3、真空制作，灌注固化；S4、模具修型，“回字形”真空密封；S5、粘接固化；S6、制作加强筋；S7、切割修型。本发明所述的一种复合材料风电叶片前后缘粘接角模具优化方法，采用灌注工艺制作前后缘翻粘接角模具，同手糊工艺相比模具质量更优，含胶量更低，节省树脂，模具相对轻便，便于操作使用；采用灌注工艺制作前后缘翻粘接角模具，同“阳模”预制工艺相比制作周期短，制作成本更低，匹配性更高；使用四向布与模具树脂灌注而成，Tg值高达102.5℃，不易变形，使用时间更久。

Description

一种复合材料风电叶片前后缘粘接角模具优化方法
技术领域
本发明属于风电叶片粘接模具设计领域，尤其是涉及一种复合材料风电叶片前后缘粘接角模具优化方法。
背景技术
行业现状：前后缘粘接角作为复合材料风电叶片的关键结构件，主要起到PS壳体和SS壳体连接的作用。前后缘粘接角主要采用灌注工艺随PS或SS壳体一体灌注成型，粘接角型线数据作为叶片生产过程中的关键数据，直接影响前后缘粘接角粘接缝隙是否满足工艺要求，而粘接角模具的型线直接影响粘接角型线的数据，从而影响粘接性能。
目前国内制作前后缘粘接角模具普遍采用“阳模”真空灌注制作，或采用手糊工艺在成品叶片进行翻制，“阳模”制作成本较高，需先制作“阳模”，然后灌注成型，不适用于小批量生产叶片。而手糊工艺制作翻边模具易变形，使用寿命较短，型线不稳定。
随着叶片长度的增加，前后缘粘接角逐渐加长，粘接角型线是否稳定直接关乎叶片质量及生产稳定性，粘接型线差将直接造成以下问题：
1、粘接过薄/顶模。前后缘型线偏小易导致粘接过薄/顶模情况，此问题直接导致的结果就是叶片断裂，造成严重损失。
2、粘接过厚。若前后缘型线数据偏大，将导致粘接过厚，叶片在运行过程中易导致粘接开裂，修复成本较大，发现不及时后果又容易导致叶片断裂。
3、厂内容易引发的质量问题。型线不合适反复维修造成人力、原材料的浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种复合材料风电叶片前后缘粘接角模具优化方法，以解决现有技术的不足。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种复合材料风电叶片前后缘粘接角模具优化方法，包括以下步骤：
S1、准备模具法兰，在模具法兰上方依次铺放第一层隔离膜、第一层脱模布、纤维布、第二层脱模布、第二层隔离膜和导流网；
S2、在导流网上方布放注胶管、抽气管；
S3、铺放真空袋，使用模具树脂对粘接角模具进行灌注，使用电热毯对粘接角模具进行固化；
S4、对固化后的粘接角模具进行模具修型，粘接角模具沿模具法兰进行“回字形”真空密封；
S5、在模具法兰凸台位置涂刮粘接剂，开启法兰加热使结构胶固化；
S6、在粘接角模具合模缝外侧制作加强筋；
S7、对粘接角模具切割修型。
进一步的，在步骤S1中的所述纤维布的厚度不低于9mm。
进一步的，在步骤S2中的所述注胶管、抽气管交错布放，所述注胶管每隔10m开设一个注胶口，所述抽气管每隔10m开设一个抽气口。
进一步的，在步骤S3中的所述模具树脂在灌注前进行脱泡处理。
进一步的，在步骤S3中的所述电热毯设置温度为75℃。
进一步的，在步骤S5中的所述粘接剂的厚度为10-15mm。
相对于现有技术，本发明所述的一种复合材料风电叶片前后缘粘接角模具优化方法具有以下优势：
(1)本发明所述的一种复合材料风电叶片前后缘粘接角模具优化方法，采用灌注工艺制作前后缘翻粘接角模具，同手糊工艺相比模具质量更优，含胶量更低，节省树脂，模具相对轻便，便于操作使用；采用灌注工艺制作前后缘翻粘接角模具，同“阳模”预制工艺相比制作周期短，制作成本更低，匹配性更高；使用四向布与模具树脂灌注而成，Tg值高达102.5℃，不易变形，使用时间更久。
(2)本发明所述的一种复合材料风电叶片前后缘粘接角模具优化方法，使用该方法制作前后缘粘接角模具用于产品制作前后缘粘接角型线更加随型，试合模橡皮泥高度普遍介于6±4mm之间，确保前后缘粘接厚度，叶片质量更加稳定。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的粘接角模具制作流程图；
图2为本发明实施例所述的纤维布铺放示意图；
图3为本发明实施例所述的灌注布管示意图；
图4为本发明实施例所述的加强筋制作示意图；
图5为本发明实施例所述的粘接角胶厚示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图5所示，一种复合材料风电叶片前后缘粘接角模具优化方法，包括以下步骤：
S1、准备模具法兰，在模具法兰上方依次铺放第一层隔离膜、第一层脱模布、纤维布、第二层脱模布、第二层隔离膜和导流网；
S2、在导流网上方布放注胶管、抽气管；
S3、铺放真空袋，使用模具树脂对粘接角模具进行灌注，所述模具树脂在灌注前进行脱泡处理，使用电热毯对粘接角模具进行固化；所述电热毯设置温度为75℃。
S4、对固化后的粘接角模具进行模具修型，粘接角模具沿模具法兰进行“回字形”真空密封；
S5、在模具法兰凸台位置涂刮粘接剂，所述粘接剂的厚度为10-15mm，开启法兰加热使结构胶固化；
S6、在粘接角模具合模缝外侧制作加强筋；
S7、对粘接角模具切割修型。本发明优点：
1、采用灌注工艺制作前后缘翻粘接角模具，同手糊工艺相比模具质量更优，含胶量更低，节省树脂，模具相对轻便，便于操作使用。
2、采用灌注工艺制作前后缘翻粘接角模具，同“阳模”预制工艺相比制作周期短，制作成本更低，匹配性更高。
3、使用四向布与模具树脂灌注而成，Tg值高达102.5℃，不易变形，使用时间更久。其中，Tg值是指板材在高温受热下的玻璃化温度。
4、使用该方法制作前后缘粘接角模具用于产品制作前后缘粘接角型线更加随型，试合模橡皮泥高度普遍介于6±4mm之间，确保前后缘粘接厚度，叶片质量更加稳定。
在步骤S1中的所述纤维布的厚度不低于9mm。在本实施例里，纤维布的层数和厚度均可视实际情况而定，只要保证纤维布的厚度不低于9mm不影响后续模具制作即可。
在步骤S2中的所述注胶管、抽气管交错布放，所述注胶管每隔10m开设一个注胶口，所述抽气管每隔10m开设一个抽气口，在本实施例里，抽气口与注胶口错开5m/个，以保证可以抽气以及注胶均匀。
实施例1
改进方法
以粘接角在SS侧壳体制作为例，PS/SS壳体为母模进行粘接角模具制作。将PS/SS壳体制作之后，将模具法兰与壳体进行真空密封，确保壳体法兰真空度≤50mbar，然后按照下述流程进行粘接角模具制作。
前后院法兰模具检查无异常后，铺设两层隔离膜，然后在隔离膜上方铺放一层脱模布，脱模布铺放完毕，参考图2在PS/SS侧进行纤维布铺放，层数根据翻边粘接厚度进行计算，纤维布厚度按照0.9mm/层计算，铺放10层即可，注意在抽气口位置使用记号笔标记。
纤维布铺放完毕后在玻纤布上表面铺一层脱模布，将纤维布层全部覆盖并铺放平整。然后铺放一层有空隔离膜，在隔离膜上方铺放一层导流网，导流网铺设完毕后参考图3在PS/SS侧进行注胶及抽气管铺放，抽气口10m/个，注胶口10m/个，注意抽气口与注胶口错开5m/个。
铺放双层真空袋，然后进行保压，保压合格，即可进行灌注，然后使用模具树脂进行灌注，树脂使用前需进行脱泡处理。灌注完毕后开启模具法兰加热系统，待树脂放热峰过后玻璃钢基本硬化，然后覆盖电热毯进行加热，电热毯设置温度75℃。
待粘接角模具固化后，撕除耗材，清理干净粘接角模具上的粘接面，PS/SS粘接角模具沿模具法兰凸台拐角位置至法兰边进行“回字形”真空密封，注意法兰凸台粘接位置预留不做真空，并撕除粘接面脱模布。在SS面法兰凸台位置涂刮10-15mm厚的粘接剂，翻转模具，开启法兰加热，待结构胶固化后，将PS面粘接角模具真空破坏泄压后打开模具。
然后参照图4在翻制好的粘接角模具合模缝外侧填充相应尺寸Balsa芯材进行加固，然后在芯材表层手糊2层与粘接角模板同幅宽的1215g/㎡[±45°]玻纤布，待手糊纤维布固化后将毛刺打磨平整，如图4所示。根据粘接角粘接宽度对翻边模具进行划线切割，切割完毕后将粘接角模具放至壳体相应位置检查是否存在凸起凹陷位置，然后对凸起凹陷位置进行修整，直至粘接角模具型线修整完毕即可。
按照工艺要求，使用粘接角模具制作前后缘粘接角，待粘接角制作完成并修型后，每隔一米整米数位置弦向摆放两块高度不低于2mm橡皮泥，并进行试合模，试合模橡皮泥厚度直接反映粘接胶厚度，选取四支叶片首次粘接角试合模数据验证发现，橡皮泥数据普遍介于6±4mm之间，粘接厚度良好，满足工艺要求。见图5。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种复合材料风电叶片前后缘粘接角模具优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、准备模具法兰，在模具法兰上方依次铺放第一层隔离膜、第一层脱模布、纤维布、第二层脱模布、第二层隔离膜和导流网；
S2、在导流网上方布放注胶管、抽气管；
S3、铺放真空袋，使用模具树脂对粘接角模具进行灌注，使用电热毯对粘接角模具进行固化；
S4、对固化后的粘接角模具进行模具修型，粘接角模具沿模具法兰进行“回字形”真空密封；
S5、在模具法兰凸台位置涂刮粘接剂，开启法兰加热使结构胶固化；
S6、在粘接角模具合模缝外侧制作加强筋；
S7、对粘接角模具切割修型。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料风电叶片前后缘粘接角模具优化方法，其特征在于：在步骤S1中的所述纤维布的厚度不低于9mm。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料风电叶片前后缘粘接角模具优化方法，其特征在于：在步骤S2中的所述注胶管、抽气管交错布放，所述注胶管每隔10m开设一个注胶口，所述抽气管每隔10m开设一个抽气口。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料风电叶片前后缘粘接角模具优化方法，其特征在于：在步骤S3中的所述模具树脂在灌注前进行脱泡处理。
5.根据权利要求1所述的一种复合材料风电叶片前后缘粘接角模具优化方法，其特征在于：在步骤S3中的所述电热毯设置温度为75℃。
6.根据权利要求1所述的一种复合材料风电叶片前后缘粘接角模具优化方法，其特征在于：在步骤S5中的所述粘接剂的厚度为10-15mm。
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