CN117162561A - 热塑性复合主梁成型方法及风电叶片主梁 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种热塑性复合主梁成型方法及风电叶片主梁，该成型方法包括：采用热塑性树脂材料形成表面覆盖有脱模布的拉挤板成品；将拉挤板成品和具有粘结作用的层间结合层按预设方式堆叠布置，以生成主梁中间体；在主梁中间体表面设置吸胶层，并对所述主梁中间体进行固化处理以形成主梁。主梁在制作时，层间结合层能够与热塑性树脂进行第一次浸润并存储凝固状态的热塑性树脂，在主梁中间体固化的过程中，热塑性树脂在指定温度下熔化并二次浸润层间结合层中的纤维。

Description

热塑性复合主梁成型方法及风电叶片主梁

技术领域

本申请属于风电技术领域，尤其涉及一种热塑性复合主梁成型方法及风电叶片主梁。

背景技术

主梁是风电叶片里主要的承力件或结构件，目前，主流产品的主梁均采用拉挤板作为层铺材料，拉挤板具有指定截面和厚度，拉挤板可选用玻纤材料或碳纤材料，其结构构型为多层单向层铺的层合板结构，对于玻纤或碳纤等织物的主梁设计形式，其制造工艺采用真空灌注方法，随着风电产业的蓬勃发展，目前叶片长度已从40m级别发展至100m以上，叶片叶根直径也从2m发展至4m以上，大型风电叶片的长度一般超过80m，主梁厚度一般超过50mm，宽度也在300mm-600mm。

相关技术中，由于拉挤板本身的成型工艺，现在难以能直接生产出与大型风电叶片尺寸、轮廓一致的整体式拉挤主梁，在主梁制作时，一般采用整体灌注的工艺进行制作，或者将具有一定厚度和宽度的拉挤板进行堆叠，并在拉挤板层间设置中间布层，通过对中间布层进行树脂灌注来形成整个主梁。在各拉挤板层形成的堆叠结构中，平行于各拉挤板层之间界面方向的导流作用较强，为保证中间布层的强度和刚度，中间布层一般采用碳纤维进行制作，但是碳纤维具有渗透性差、浸润性差的问题，相关技术中，在制作风电叶片主梁时，均需要现场进行树脂灌注，容易出现局部浸渍不良，甚至干纱的缺陷，这些灌注缺陷都将严重影响主梁质量，对风电叶片的安全造成重大不利影响。

发明内容

本申请实施例提供一种热塑性复合主梁成型方法及风电叶片主梁，能够解决大型风电叶片主梁制作时，因树脂灌注引起的局部浸渍不良和干纱的问题。

一方面，本申请实施例提供一种热塑性复合主梁成型方法，该热塑性复合主梁成型方法包括以下步骤：采用热塑性树脂材料形成表面覆盖有脱模布的拉挤板成品；

将所述拉挤板成品和具有粘结作用的层间结合层，按预设方式堆叠布置，以生成主梁中间体；

在所述主梁中间体表面设置吸胶层，并对所述主梁中间体进行固化处理以形成主梁。

根据本申请实施例的一个方面，所述拉挤板成品为具有常规结构的初始拉挤板；或者，所述拉挤板成品为具有特殊结构的异型拉挤板，所述采用热塑性树脂材料形成表面覆盖有脱模布的拉挤板成品，包括：采用热塑性树脂材料形成表面覆盖有脱模布的所述初始拉挤板；对所述初始拉挤板进行熔融改型处理，以生成所述拉挤板成品。

根据本申请实施例的一个方面，所述采用热塑性树脂材料形成表面覆盖有脱模布的所述初始拉挤板，包括：使用牵引装置将纤维纱从设有热塑性树脂材料的浸胶槽中穿过，以形成浸胶纤维；对所述浸胶纤维进行导向和固化处理，制作拉挤板材中间体；对所述拉挤板材中间体进行包覆脱模布、切割，以形成多块具有预定尺寸的所述初始拉挤板。

根据本申请实施例的一个方面，所述对所述浸胶纤维进行导向和固化处理，制作拉挤板材中间体之前，所述方法还包括：将所述浸胶纤维从定位辊组的预定间隔中穿过，以使单位尺寸的所述浸胶纤维中的所述热塑性树脂材料处于预定区间范围中。

根据本申请实施例的一个方面，所述初始拉挤板具有变型部，所述对所述初始拉挤板进行熔融改型处理，以生成所述拉挤板成品，包括：将所述初始拉挤板转移至第一模具内部，所述第一模具用于对所述初始拉挤板进行熔融改型处理，并包括与所述变形部对应的改型部；对所述第一模具内部进行加热，以使所述初始拉挤板受热软化；向所述第一模具施加压力，以使所述改型部挤压所述变形部形成所述拉挤板成品。

根据本申请实施例的一个方面，所述将所述拉挤板成品和具有粘结作用的层间结合层，按预设方式堆叠布置，以生成主梁中间体，包括：基于主梁预设尺寸，对多块所述拉挤板成品进行处理得到标准化拉挤板层；交替间隔地铺设所述标准化拉挤板层和所述层间结合层，以形成所述主梁中间体，所述主梁中间体的底层和顶层均为所述标准化拉挤板层。

根据本申请实施例的一个方面，所述主梁预设尺寸包括预设长度和预设宽度，所述基于主梁预设尺寸，对多块所述拉挤板成品进行处理得到标准化拉挤板层，包括：去除所述拉挤板成品表面的所述脱模布，以得到第一拉挤板；基于所述预设长度，沿所述第一拉挤板的长度方向对多块所述第一拉挤板进行裁减和张紧，以得到第二拉挤板；基于所述预设宽度，沿所述第二拉挤板的宽度方向对多块所述第二拉挤板进行拼接或者裁减，以得到与所述主梁预设尺寸一致的所述标准化拉挤板层。

根据本申请实施例的一个方面，沿所述主梁中间体的宽度方向，所述层间结合层的两侧与所述标准化拉挤板层的两侧均具有留胶间隔θ，所述留胶间隔θ满足：1mm≤θ≤5mm；所述层间结合层包括胶膜、预浸料和半预浸料中的至少一者，导气毡以及纤维件。

根据本申请实施例的一个方面，所述在所述主梁中间体表面设置吸胶层，并对所述主梁中间体进行固化处理以形成主梁，包括：在第二模具表面依次满铺隔离膜和第一吸胶毡，所述第二模具用于对所述主梁中间体进行固化处理；将所述主梁中间体转移至所述第二模具的内部；在所述主梁中间体表面满铺第二吸胶毡，所述第二吸胶毡覆盖所述第二模具的真空口；沿所述第二模具的边缘铺设真空胶带，并对所述第二模具进行真空处理和保压处理；在所述第二模具保压合格后，对所述第二模具进行加热处理和保温处理，以形成所述主梁。

另一方面，本申请实施例提供了一种风电叶片主梁，该风电叶片主梁采用前述的热塑性复合主梁成型方法进行制作。

本申请实施例提供的热塑性复合主梁成型方法及风电叶片主梁，在拉挤板制作，以及拉挤板之间的层间结合层的制作中，均使用热塑性树脂对纤维进行浸润，热塑性树脂具有受热软化、冷却硬化的性能。本申请中的层间结合层能够与热塑性树脂进行第一次浸润并存储凝固状态的热塑性树脂，在拉挤板与层间结合层堆叠并固化形成主梁的过程中，通过加热即可使层间结合层中的热塑性树脂再次熔化，并在压力作用下二次浸润层间结合层中的纤维，热塑性树脂在纤维之间的浸润质量能够得到充分保障，无需另外单独进行树脂灌注作业，在保障主梁成型质量的同时，还能够减小灌注辅材的使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的热塑性复合主梁成型方法的流程示意图；

图2为本申请实施例的初始拉挤板的一种制作流程示意图；

图3为本申请实施例的主梁中间体固化处理的一种制作流程示意图；

图4为本申请实施例拉挤板制作流程示意图；

图5为本申请实施例初始拉挤板熔融改型的布局示意图；

图6为本申请实施例的一个示例的拉挤板成品的截面示意图；

图7为本申请实施例的一个示例的主梁中间体截面示意图；

图8为本申请实施例的另一个示例的主梁中间体截面示意图；

图9为本申请实施例的主梁中间体固化布局示意图。

在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。

附图标记：纤维纱11；浸胶槽12；导向板13；固化装置14；牵引装置15；切割装置16；变形部17；初始拉挤板1；第一模具2；改型部21；拉挤板成品3；脱模布31；层间结合层4；隔离膜5；第一吸胶毡6；第二吸胶毡7；抽气螺旋管8。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

风电叶片是风力发电机组的重要组成部分，风电叶片制作所采用的材料主要有玻璃/碳纤维、结构粘接胶、基体树脂、夹芯芯材以及抗氧化涂层等，风电叶片作为直接迎风来获得风能的构件。在新型复合材料引入风电叶片的设计、制造领域后，风电叶片的制造工艺也发生了较大的变化。

叶片主梁一般选用比强度高或者比刚度高的材料，其结构构型为多层单向层铺的层合板结构。对于玻纤或碳纤维等织物的主梁设计形式，其制造工艺采用真空灌注方法，即把玻纤层铺到主梁模具上方，密封真空后灌注树脂，固化成型；随着拉挤板的广泛推广，指定截面形状的拉挤板正成为主梁层铺材料的不二选择。拉挤板是在牵引设备的作用下，将浸润树脂的连续纤维或其织物通过指定形状的模具，加热使树脂固化生产的复合材料板材，在生产过程中，将处理后的拉挤板进行堆叠、码放，不同层间和不同垛间铺一定规格要求的布层，再把它们捆在一起放进主梁模具或叶片模具中，灌注成型，最终成为符合要求的主梁结构件。

随着风电产业的蓬勃发展，叶片长度已从40m级别发展至100m以上，叶片叶根直径也从2m发展至4m以上。目前，主流产品的主梁均采用拉挤板作为层铺材料，拉挤板具有指定截面和厚度。而大型风电叶片的长度一般超过80m，厚度一般超过50mm，宽度也在300~600mm。受限于拉挤板本身的成型工艺，目前难以直接生产出与风电叶片尺寸一致的拉挤主梁，相应地，目前一般采用具有一定厚度和宽度的拉挤板，通过厚度方向的堆叠和宽度方向的拼接，制造出指定厚度和宽度的主梁。这种主梁因为有多层，多垛，现有的叶片灌注成型工艺会一定概率下在不同层板间出现灌注缺陷，如浸渍不良或干纱。且拉挤主梁一般选用结构性能优秀的碳拉挤板作为拉挤主梁的主要材料，拉挤板间一般使用不同碳纤维布或碳玻混织物作为层间织物，以提高界面性能并进行层间导流，而碳纤维的渗透率低， 浸润性差，经常出现局部浸渍不良甚至干纱的缺陷。为了解决大型风力机叶片拉挤板主梁灌注成型困难的问题，除了研究灌注工艺方法以外，还应在层间布材料上进行研究，充分利用现有材料及技术条件制造质量更好、工艺更稳定的拉挤主梁成型方法，降低制造工艺的缺陷发生率。

本申请实施例提供了一种热塑性复合主梁成型方法及风电叶片主梁，该主梁成型方法中的层间结合层4能够与热塑性树脂进行第一次浸润并存储凝固状态的热塑性树脂，在拉挤板与层间结合层4堆叠并固化形成主梁的过程中，通过加热即可使层间结合层4中的热塑性树脂再次熔化，并在压力作用下二次浸润层间结合层4中的纤维，热塑性树脂在纤维之间的浸润质量能够得到充分保障。下面结合图1-图9对本申请实施例的热塑性复合主梁成型方法及风电叶片主梁进行详细描述。

本申请实施例提供的一种热塑性复合主梁成型方法，如图1所示，该热塑性复合主梁成型方法可以包括如下步骤S110-S130。

S110、采用热塑性树脂材料形成表面覆盖有脱模布31的拉挤板成品3。

在本申请实施例中，可以理解的是，热塑性树脂材料是指具有线性或支链型结构的一类有机高分子化合物，热塑性树脂可以在指定温度下硬化，受热后软化且不发生化学反应，其树脂量完全可以通过计算确定。在拉挤板成品3整体制作完成后，在拉挤板成品3的表面覆盖脱模布31，有利于拉挤板成品3的存储。

基于此，使用热塑性树脂材料制造的拉挤板成品3可以不局限于特定模具的特定性质，均可在加热后进行二次熔融并定型，不仅可以提高拉挤板的成形效率，也可以降低大量制造其他辅材的应用。

S120、将拉挤板成品3和具有粘结作用的层间结合层4，按预设方式堆叠布置，以生成主梁中间体。

在本申请实施例中，主梁中间体由多个拉挤板成品3和多个层间结合层4交替层叠构成，通过层间结合层4将多个拉挤板成品3连接成整体。层间结合层4具有粘结作用。基于此，通过层间结合层4连接拉挤板成品3来生成主梁中间体，能够代替在拉挤板成品3中灌注树脂来制作主梁，可以免除树脂在模具中的灌注工艺，能够简化主梁成型工艺，减少灌注辅材的使用。

S130、在主梁中间体表面设置吸胶层，并对主梁中间体进行固化处理以形成主梁。

在本申请实施例中，将制作完成的主梁中间体整体转移至预设的模具中，并进行加热加压处理以使主梁中间体固化成型，在主梁中间体的固化成型过程中，通过在主梁中间体的外表面包覆吸胶层，来吸收层间结合层4中预浸料/半预浸料在加热加压过程中泌出的熔融态树脂，保证预浸渍材料在固化过程中实现零留胶。基于此，主梁在脱模后，作业人员不需要单独打磨处理主梁边缘的富树脂及不合格粘接面，叶片主梁加工成型的品控优异。

以上为本申请实施例提供的热塑性复合主梁成型方法，先进行拉挤板成品3的制作，并将拉挤板成品3与层间结合层4进行叠拼，其中，拉挤板成品3和层间结合层4在制备时均采用热塑性树脂作为基体材料，以使拉挤板成品3便于二次改型，并免除了传统大型风电叶片主梁制作中的灌注工序。

在一些实施例中，拉挤板成品3为具有常规结构的初始拉挤板1；或者，拉挤板成品3为具有特殊结构的异型拉挤板。如图6所示，拉挤板成品3的边角呈直角设置，且拉挤板成品3的上下两侧均设置有一层脱模布31。

本申请实施例提供一种制作异型拉挤板的方法，该方法可以包括以下步骤：（1）采用热塑性树脂材料形成表面覆盖有脱模布31的初始拉挤板1；（2）对初始拉挤板1进行熔融改型处理，以生成拉挤板成品3。

在一些实施例中，本申请提供一种采用热塑性树脂材料形成表面覆盖有脱模布的初始拉挤板的方法，在拉挤板制作过程中，如图4所示，可以采用纤维纱11作为原料，以及浸胶槽12、导向板13、固化装置14、牵引装置15和切割装置16等多个设备对纤维纱11进行处理。

如图2所示，该方法可以包括以下步骤：

S210：使用牵引装置15将纤维纱11从设有热塑性树脂材料的浸胶槽12中穿过，以形成浸胶纤维。

在本申请实施例中，请参照图4，浸胶槽12中设有热塑性树脂，且在浸胶槽12中还设有定位导向辊组，该定位导向辊组包括第一辊组和第二辊组，其中，第一辊组位于热塑性树脂的液面上方，第二辊组浸没于热塑性树脂内部。基于此，纤维纱11在浸胶槽12中进行热塑性树脂的浸渍，热塑性树脂在纤维纱11中逐渐渗透，形成具有粘连作用的浸胶纤维。

在一个示例中，请参照图4，第一辊组可以由两个导向辊构成，第二辊组为一个定位辊，纤维纱11在牵引装置15的带动下，绕过两个导向辊和一个定位辊，并从浸胶槽12内部进行树脂的预浸渍，以形成浸胶纤维。

在另一个示例中，定位辊的位置可以根据纤维浸渍的需要进行调节，一方面，随着纤维纱11的持续浸渍，浸胶槽12中预放置的热塑性树脂含量会逐渐减少，热塑性树脂在浸胶槽12内的液面高度逐渐降低，当定位辊的位置高于树脂液面时，纤维纱11的浸渍会受到影响，因此，为保证纤维纱11能够稳定地进行浸渍作业，定位辊的位置可以根据浸胶槽12中的树脂含量进行调整。

S220：对浸胶纤维进行导向和固化处理，制作拉挤板材中间体。

在本申请实施例中，在纤维纱11进行树脂浸渍作业后，使用导向板13对纤维纱11进行导向处理，纤维纱11穿过导向板13后，浸渍有热塑性树脂的纤维纱11在固化装置14提供的指定温度下固化成型。基于此，浸胶纤维在固化过程中，热塑性树脂在纤维纱11中渗透后逐渐固化凝结成整体，固化形成的拉挤板材中间体能够稳定地进行存储保存和后续处理。

S230：对拉挤板材中间体进行包覆脱模布、切割，以形成多块具有预定尺寸的初始拉挤板1。

在本申请实施例中，为保证固化成型的拉挤板材中间体，能够以洁净、稳定的整体进行存储和和转移，可以在拉挤板材中间体的表面进行脱模布31的包覆，作业人员通过切割装置16对形成的拉挤板材中间体进行切割来得到多块初始拉挤板1。基于此，在制作主梁中间体之前，初始拉挤板1能够稳定地进行转移和存储，初始拉挤板1中的热塑性树脂能够以稳定的固态进行保存。

在一些实施例中，本申请提供一种采用热塑性树脂材料形成表面覆盖有脱模布的初始拉挤板的方法，该方法在S220（对浸胶纤维进行导向和固化处理，制作拉挤板材中间体）之前，还包括：将浸胶纤维从定位辊组的预定间隔中穿过，以使单位尺寸的浸胶纤维中的热塑性树脂材料处于预定区间范围中。

其中，由于定位辊组的预定间隔为一固定值，在浸胶纤维从该定位辊组中穿过时，浸胶纤维中所浸渍的多余热塑性树脂会被挤出，从而通过调节该预定间隔的大小，能够调整浸胶纤维中所浸渍热塑性树脂的含量，由此，通过对纤维纱11浸渍的树脂含量进行调整处理，以保证单位尺寸的浸胶纤维中的热塑性树脂材料处于适宜的范围内。

在一些实施例中，初始拉挤板1具有变型部，变型部可以为初始拉挤板1的边角或其它部位，该边角可以为直角，在制作初始拉挤板1时，具有直角的初始拉挤板1在成型时更加简单，由于初始拉挤板1采用热塑性树脂作为连接纤维纱11的粘结物，热塑性树脂具有受热软化、冷却硬化的性能，因此在指定温度下能够对初始拉挤板1进行熔融改型处理，来得到具有特殊造型的拉挤板成品3。对初始拉挤板1进行熔融改型处理，以生成拉挤板成品3，可以包括以下步骤：

（1）将初始拉挤板1转移至第一模具2内部，第一模具2用于对初始拉挤板1进行熔融改型处理，并包括与变形部17对应的改型部21。

（2）对第一模具2内部进行加热，以使初始拉挤板1受热软化。

（3）向第一模具2施加压力，以使改型部21挤压变形部17形成拉挤板成品3。

其中，如图5所示，在对初始拉挤板1进行熔融改型时，将初始拉挤板1转移至第一模具2内部，检查初始拉挤板1的变型部位置，并保证变型部与第一模具2的改型部21位置对应。基于此，在对第一模具2进行加热后，施加压力F挤压第一模具2，能够使得初始拉挤板1受压变形，以形成拉挤板成品3。

在一些实施例中，层间结合层4可以由导气毡、纤维件，以及胶膜、预浸料和半预浸料中的至少一者组成，由此，通过设置导气毡能够增加层间结合层4的透气性，避免层间结合层4在受压固化过程中出现过多气泡。

可以理解的是，胶膜为一种黏态结构胶基体泡膜，胶膜与纤维件结合后具备粘聚性，并可以构成连接上下两侧拉挤板成品3的中间层。预浸料是预先在树脂基体中进行完全浸润的纤维织物。半预浸料中的连续纤维织物只是部分被树脂基体浸润，其中单面有少量未被浸润的干纤维纱束，这些干纤维纱束在加热固化过程中可以完成浸渍。预浸料及半预浸料是进行预先浸渍的纤维/织物，其树脂含量已经确定，采用预浸料及半预浸料制作的结构体的成型质量较为稳定，本申请的方案中，树脂基体可以采用热塑性树脂。

基于此，预浸料及半预浸料应用到叶片主梁成型工艺中经历了两次浸润过程，在对纤维/织物进行预浸渍时，热塑性树脂在纤维中进行第一次浸润并以凝固状态保存，在加热固化过程中，热塑性树脂再次熔化，并在压力作用下二次浸润层间结合层4中的纤维，热塑性树脂在纤维之间的浸润质量能够得到充分保障，避免出现树脂灌注造成的局部浸渍不良和干纱等问题。其中，预浸料和半预浸料的制作可以采用图4中的浸胶槽12进行制作。

在一个示例中，预浸渍料为双面浸渍的纤维织物。在纤维织物进行浸渍的过程中，定位辊处于浸胶槽12的底部；或者在树脂含量即将减少至定位辊所处位置时，操作人员及时向浸胶槽12内部补充树脂；或者定位辊的位置根据需要进行实时调节，以保证定位辊能够始终浸没于树脂中来保证纤维纱11的两侧均能够浸没于热塑性树脂中，从而保证预浸渍料的浸渍质量。

在另一个示例中，半预浸渍料为单面浸渍的纤维织物。纤维织物在进行浸渍的过程中，实时对定位辊的位置进行调节，以保证定位辊始终处于树脂的临界液面位置，纤维纱11在进行浸渍的过程中，并未完全浸没于树脂内部，纤维织物的一面进行一定程度的树脂浸渍，以形成半预浸渍料。

可以理解的是，由于热塑性树脂在低温下能够以更加稳定的凝固态进行保存，预浸渍料和半预浸渍料从制作结束后直至投入使用前的一段时间内，一般需要放置于冷库内进行储存（冷库储存条件：5℃以下），来保证预浸渍料和半预浸渍料在长时间放置过程中的稳定性。

在一些实施例中，将拉挤板成品3和具有粘结作用的层间结合层4，按预设方式堆叠布置，以生成主梁中间体，可以包括以下步骤：

（1）基于主梁预设尺寸，对多块拉挤板成品3进行处理得到标准化拉挤板层。其中，每块拉挤板成品3在制作结束后可以进行打卷处理并保存，在采用拉挤板成品3制作主梁中间体的过程中，需要根据需要制作的主梁中间体的尺寸，将以卷状保存的拉挤板成品3展开并切割成标准化拉挤板层。

（2）交替间隔地铺设标准化拉挤板层和层间结合层4，以形成主梁中间体，主梁中间体的底层和顶层均为标准化拉挤板层。其中，将拉挤板成品3按照主梁预设尺寸进行处理后，将一块标准化拉挤板层作为底层，然后自下向上依次交替铺设层间结合层4和标准化拉挤板层，来形成主梁中间体。由此，在层间结合层4的连接作用下，通过多块标准化拉挤板层的叠拼制作主梁中间体，可以免除在多块标准化拉挤板层中间灌注树脂的工艺。

在一个示例中，在标准化拉挤板层的铺设过程中，由板材输送平台牵引单元引导标准化拉挤板层向前进料，板材输送平台配备与平台表面齐平的滚轮，具有低摩擦力，以便于标准化拉挤板层沿着输送平台行进，同时板材输送平台具备导向装置及侧挡板，以免标准化拉挤板层从平台上掉落。根据铺层起止点位置，由输送平台将标准化拉挤板层输送至轴向对应位置后，输送平台停止进料，等待吊运转移。在标准化拉挤板层输运至指定位置后，由输送平台真空吸盘工装将标准化拉挤板层吊起，转向铺层平台定位放置。

在另一个示例中，每层标准化拉挤板层铺放完成后，从叶中分别向叶根及叶尖方向使用铺层平台横向限位装置横向挤紧标准化拉挤板层，使标准化拉挤板层与铺层平台主梁挡边贴实。

在一些实施例中， 主梁预设尺寸包括预设长度和预设宽度，基于主梁预设尺寸，对多块拉挤板成品3进行处理得到标准化拉挤板层，可以包括以下步骤：

（1）去除拉挤板成品3表面的脱模布31，以得到第一拉挤板。

（2）基于预设长度，沿第一拉挤板的长度方向对多块第一拉挤板进行裁减和张紧，以得到第二拉挤板。

（3）基于预设宽度，沿第二拉挤板的宽度方向对多块第二拉挤板进行拼接或者裁减，以得到与主梁预设尺寸一致的标准化拉挤板层。

在一个示例中，去除拉挤板成品3表面的脱模布31，可以包括以下步骤：

（1）检查确认放卷机、脱模布撕除设备、倒角打磨头、输送堆叠平台以及吊装锁紧工装设备均正常运行，无粉尘残渣。使用扁平吊带从平放的拉挤板成品3卷材下方穿过，使用行车将卷材吊起，吊起高度小于1.5m。

（2）拆除放卷机限位挡边，并调整放卷机的活动支撑，以使该活动支撑朝上设置，然后调节放卷机的活动支撑外径至最小。在提起拉挤板成品3的卷材后，调整拉挤板成品3的卷材方向为顺时针，操作行车将拉挤板成品3的卷材移动至放卷机的上料侧，然后微调放卷机，以使拉挤板成品3的卷材的包装打包带与放卷机支撑不干涉，之后将拉挤板成品3的卷材内径放置在放卷机固定支撑上，缓慢下降行车至吊带不再绷紧。

（3）安装放卷机的限位挡边，调节活动支撑与拉挤板成品3卷材内径紧贴，调节放卷机外径压辊与拉挤板成品3的卷材外径紧贴，缓慢转动放卷机一周，目视拉挤板成品3的卷材无晃动，然后移去吊带和天车，使用剪刀逐个剪断拉挤板成品3的卷材的打包带，并拆除打包带及卷材防护垫片。使用壁纸刀从拉挤板成品3的端头将板材上下两侧的脱模布31挑起，向放卷方向反向将脱模布31撕开指定长度，将撕脱模布后的板材端头固定至放卷机牵引辊，并将板材上下的脱模布31分别卷绕到板材上下两侧的绕卷机的卷绕辊上，且脱模布31在卷绕辊上至少卷绕1圈，同时保证脱模布31处于绷紧状态。

可选地，放卷机初始放卷速度为0.5m/s，放卷机后续运行过程中的最大放卷速度≤1m/s。检查拉挤板成品3卷材的固定稳定性，在脱模布31的端头固定完毕，且拉挤板成品3的端头在牵引辊中间后，启动放卷机进行放卷。当一卷拉挤卷材处理完毕后，将绕卷机上卷绕的脱模布31取出，清理绕卷辊和拉挤板成品3上的粉尘碎屑，并继续进行下一次脱模布31的端头固定作业。

在另一个示例中，第一层标准化拉挤板层对应的拉挤板成品3底部的脱模布31和最后一层标准化拉挤板层对应的拉挤板成品3顶部的脱模布31，可以根据成型时机阶段性地保留。

在另一个示例中，沿第一拉挤板的长度方向对多块第一拉挤板进行裁减和张紧，可以包括以下步骤：

（1）根据输入的板材长度设定参数，使用放卷机牵引单元自带的线速计长仪器自动测量放卷的第一拉挤板的长度，并按照定长要求反馈信号，板材切割设备接收定长信号后，启动切割锯头对第一拉挤板进行裁减，为保证生产线连续作业，切割锯头除了在垂直于第一拉挤板长度方向横向运动外，还应在第一拉挤板纵向方向运动，且该纵向运动速度与放卷速度一致，以保证第一拉挤板切割端面平齐。

（2）使用倒角打磨机从叶尖向叶根方向对第一拉挤板末端进行倒角打磨，第一拉挤板在完成倒角打磨后，被输送穿过板材清理单元，该板材清理单元将之前在打磨操作中产生的所有粉尘全部清除。对裁剪、清理后的第一拉挤板进行平整张紧处理，来形成第二拉挤板。

在一些实施例中，标准化拉挤板层可以在多层堆叠后进行对接，因此标准化拉挤板层在宽度方向上可以是整幅宽的也可以是多个宽度对接的。在制作标准化拉挤板层时，可以根据实际尺寸需要沿第二拉挤板的宽度方向对多块第二拉挤板进行拼接或者裁减。

在一个示例中，如图7所示，主梁中间体中的标准化拉挤板层在宽度方向上是由多个宽度对接的，层间结合层4夹设于相邻的标准化拉挤板层之间，层间结合层4对应标准化拉挤板层设置，且在宽度方向上是由多个宽度的个体对接而成。

在另一个示例中，如图8所示，主梁中间体中的标准化拉挤板层在宽度方向上是整幅宽的，层间结合层4夹设于相邻的标准化拉挤板层之间，层间结合层4对应标准化拉挤板层设置，且在宽度方向上是整幅宽的。

在一个示例中，请参照图7和图8，层间结合层4由导气毡、纤维布层和预浸料构成，其中，预浸料设于最下侧，导气毡可以夹设于纤维布层和预浸料之间。另外，预浸料可以是碳纤维预浸料，铺设该层间结合层4，可以包括以下步骤：

（1）将储存于冷库的碳纤维预浸料转移至温房进行预加热解冻，并记录预热开始日期和预热结束时间。解冻条件一般为：在25℃条件下放置24h，若气温较低时，可使用热风机、空调或其他加热设备对环境进行加热，以使碳纤维预浸料表面温度控制在25℃左右，在碳纤维预浸料预热解冻过程中，作业人员需要定期测量碳纤维预浸料四周的温度，若温度超出允许范围则需要调整加热设备出风温度。

（2）在碳纤维预浸料解冻结束后，将碳纤维预浸料的保护薄膜撕掉，取下铺布车上的架布固定支架，从碳纤维预浸料的一侧插入该架布固定支架，然后将吊钩穿入该架布固定支架，从而使用行车将碳纤维预浸料吊起，并转移至铺布车的支架上的用于安装固定碳纤维预浸料的弦向位置，然后设定预调张力。可以理解的是，由于大型风电叶片尺寸较大，可以使用铺布车来铺设层间结合层4。可选地，该预调张力为260N。

（3）将碳纤维预浸料沿传动杆的上部穿入、下部穿出，并从风电叶片的叶根位置将纤维布层拉出，（作业人员在拉取纤维布层时，握住中间位置，不能直接抓住两边拉起，防止纤维布层散纱），将纤维布层端点对齐模具相应标示位置后放下，双手压住纤维布层，在提前准备好的导气毡端面上下侧各贴一层纸胶带，导气毡两侧各配置一位操作人员来抓住纸胶带，并将纸胶带轻轻拉出一段距离直至碳纤维预浸料对齐，调整两边超出碳纤维预浸料各20mm后，将导气毡与碳纤维预浸料贴在一起，并同碳纤维预浸料一起拉出，然后进行下一步的铺层操作；将用于固定导气毡的纸胶带连同部分导气毡剪齐，将纤维布层端点对齐模具相应标示位置后放下，双手压住布层。

（4）以适宜速度开动小车向叶片叶尖移动，小车速度不得过快，并保证小车在行驶过程中基本不停顿，以防止滚筒将纤维布层压出弦向褶皱。位于模具两侧的操作人员从叶根向叶尖轴向抹平压实该纤维布层，要求小车离抹平纤维布层人员距离不得超过2m。在纤维布层铺设至叶尖结束位置时，使用卷尺拉直对齐模具两侧的位置线，在纤维布层的薄膜上沿卷尺的边缘划线，并将铝制工装沿垂直模具轴线的方向放置在布层下方，然后将纤维布层放下，纤维布层的中间缝对齐所画好的标示线，使用壁纸刀沿中间缝将纤维布层剪开。

上述步骤示出了一种风电叶片拉挤板间的层间结合层4的铺设方法。

在一些实施例中，沿主梁中间体的宽度方向，层间结合层4的两侧与标准化拉挤板层的两侧均具有留胶间隔θ，留胶间隔θ满足：1mm≤θ≤5mm。

在本申请实施例中，层间结合层4中的预浸料已经被一定量的树脂浸渍，则其宽度可以比标准化拉挤板层宽度窄一定尺寸（一般为3mm），如此，可以保证预浸料在受热固化后，树脂可以流动至标准化拉挤板层的边缘并实现全部填充。

在一些实施例中，本申请提供了一种在主梁中间体表面设置吸胶层，并对主梁中间体进行固化处理以形成主梁的方法，如图3所示，该方法可以包括以下步骤：

S310、在第二模具表面依次满铺隔离膜5和第一吸胶毡6，第二模具用于对主梁中间体进行固化处理。

在本申请实施例中，第二模具在铺设隔离膜5之前，先将表面的粉尘、胶渣等污染源全部清理干净，然后进行隔离膜5的铺设，并在隔离膜5上方满铺一层第一吸胶毡6。基于此，通过隔离膜5的铺设来保护第二模具的表面，第一吸胶毡6能够在一定程度上吸收主梁中间体底部溢出的树脂。

S320、将主梁中间体转移至第二模具的内部。

在本申请实施例中，循环重复标准化拉挤板层和层间结合层4的铺设，直至铺设结束。在标准化拉挤板层与层间结合层4全部铺放结束后，可以使用指定规格的纤维网格胶带对生成的主梁中间体进行捆绑固定，然后将固定后的主梁中间体转移至第二模具的内部。基于此，主梁中间体能够在预设的第二模具内部进行进一步的固化成型处理。

S330、在主梁中间体表面满铺第二吸胶毡7，第二吸胶毡7覆盖第二模具的真空口。

在本申请实施例中，第二吸胶毡7覆盖整个主梁中间体，在第二吸胶毡7的长度不足时，可对第二吸胶毡7进行搭接。用10cm宽吸胶毡包裹螺旋管，并搭在铺设好的吸胶毡上，整体放置在真空口上方。基于此，第二模具的真空口由于第二吸胶毡7的设置，能够吸收多余树脂，从而保证真空口内部通道不被树脂侵占。

S340、沿第二模具的边缘铺设真空胶带，并对第二模具进行真空处理和保压处理。

在本申请实施例中，沿第二模具的边缘铺设两条真空胶带，两条真空胶带沿真空抽气口外进行铺放；在真空抽气口外的真空胶带揭开后开启真空泵抽气。在真空泵显示数值5min内不再变化时开始保压。基于此，通过将第二模具内部抽至真空并保压，为主梁中间体的固化成型提供必要的外部条件。

S350、在第二模具保压合格后，对第二模具进行加热处理和保温处理，以形成主梁。

在本申请实施例中，在第二模具保压合格后，对第二模具进行加热，可以根据加热温度的要求来设置模具加热器，在第二模具的表面温度低于100℃时，在第二模具表面盖上保温棉，当第二模具表面温度高于110℃时将保温棉掀掉，作业人员按照指定时间间隔进行温度测量并记录。基于此，通过加热使得主梁中间体中的热塑性树脂融化，并在压力下充分对纤维进行浸润。

在一个示例中，如图9所示，为一种主梁中间体的固化布局示意图，该主梁中间体的拉挤板成品3和层间结合层4在宽度方向上呈整幅宽设置，该主梁中间体的外侧设有第一吸胶毡6和第二吸胶毡7，第一吸胶毡6的下侧设有隔离膜5，且在第一吸胶毡6和第二吸胶毡7之间设有两组抽气螺旋管8，两组抽气螺旋管8呈对称设置，在对第二模具进行抽真空时，抽气螺旋管8能够作为抽气通道使用。

可以理解的是，由于层间结合层4的两侧与标准化拉挤板层的两侧均具有留胶间隔θ，使得主梁中间体受热受压固化成型时，熔融的热塑性树脂在二次浸润层间结合层4中的纤维时，多余的部分能够填充至留胶间隔θ对应的空腔中。另外，通过第一吸胶毡6和第二吸胶毡7的设置，在熔融的热塑性树脂浸润主梁中间体仍有剩余时，剩余的部分还能够被第一吸胶毡6和第二吸胶毡7吸收，从而，能够实现主梁中间体固化过程中的零留胶，且产品脱模后，不再需要单独打磨处理边缘的富树脂及不合格的粘接面。

在一些实施例中，本申请提供一种风电叶片主梁，该风电叶片主梁采用前述的主梁成型方法进行加工制作。

本申请中的风电叶片主梁在制作时，层间结合层4能够与热塑性树脂进行第一次浸润并存储凝固状态的热塑性树脂，在主梁中间体固化的过程中，热塑性树脂熔化并二次浸润层间结合层4中的纤维。热塑性树脂在纤维之间的浸润质量能够得到充分保障，无需另外单独进行树脂灌注作业，能够充分保障风电叶片主梁成型的质量。

需要明确的是，本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本申请的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本申请的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

还需要说明的是，本申请中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本申请不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

以上，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热塑性复合主梁成型方法，其特征在于，包括：

采用热塑性树脂材料形成表面覆盖有脱模布的拉挤板成品；

将所述拉挤板成品和具有粘结作用的层间结合层，按预设方式堆叠布置，以生成主梁中间体；

在所述主梁中间体表面设置吸胶层，并对所述主梁中间体进行固化处理以形成主梁。

2.根据权利要求1所述的热塑性复合主梁成型方法，其特征在于， 所述拉挤板成品为具有常规结构的初始拉挤板；或者，

所述拉挤板成品为具有特殊结构的异型拉挤板，所述采用热塑性树脂材料形成表面覆盖有脱模布的拉挤板成品，包括：

采用热塑性树脂材料形成表面覆盖有脱模布的所述初始拉挤板；

对所述初始拉挤板进行熔融改型处理，以生成所述拉挤板成品。

3.根据权利要求2所述的热塑性复合主梁成型方法，其特征在于，所述采用热塑性树脂材料形成表面覆盖有脱模布的所述初始拉挤板，包括：

使用牵引装置将纤维纱从设有热塑性树脂材料的浸胶槽中穿过，以形成浸胶纤维；

对所述浸胶纤维进行导向和固化处理，制作拉挤板材中间体；

对所述拉挤板材中间体进行包覆脱模布、切割，以形成多块具有预定尺寸的所述初始拉挤板。

4.根据权利要求3所述的热塑性复合主梁成型方法，其特征在于，所述对所述浸胶纤维进行导向和固化处理，制作拉挤板材中间体之前，所述方法还包括：

将所述浸胶纤维从定位辊组的预定间隔中穿过，以使单位尺寸的所述浸胶纤维中的所述热塑性树脂材料处于预定区间范围中。

5.根据权利要求2所述的热塑性复合主梁成型方法，其特征在于，所述初始拉挤板具有变形部，所述对所述初始拉挤板进行熔融改型处理，以生成所述拉挤板成品，包括：

将所述初始拉挤板转移至第一模具内部，所述第一模具用于对所述初始拉挤板进行熔融改型处理，并包括与所述变形部对应的改型部；

对所述第一模具内部进行加热，以使所述初始拉挤板受热软化；

向所述第一模具施加压力，以使所述改型部挤压所述变形部形成所述拉挤板成品。

6.根据权利要求1所述的热塑性复合主梁成型方法，其特征在于，所述将所述拉挤板成品和具有粘结作用的层间结合层，按预设方式堆叠布置，以生成主梁中间体，包括：

基于主梁预设尺寸，对多块所述拉挤板成品进行处理得到标准化拉挤板层；

交替间隔地铺设所述标准化拉挤板层和所述层间结合层，以形成所述主梁中间体，所述主梁中间体的底层和顶层均为所述标准化拉挤板层。

7.根据权利要求6所述的热塑性复合主梁成型方法，其特征在于，所述主梁预设尺寸包括预设长度和预设宽度，所述基于主梁预设尺寸，对多块所述拉挤板成品进行处理得到标准化拉挤板层，包括：

去除所述拉挤板成品表面的所述脱模布，以得到第一拉挤板；

基于所述预设长度，沿所述第一拉挤板的长度方向对多块所述第一拉挤板进行裁减和张紧，以得到第二拉挤板；

基于所述预设宽度，沿所述第二拉挤板的宽度方向对多块所述第二拉挤板进行拼接或者裁减，以得到与所述主梁预设尺寸一致的所述标准化拉挤板层。

8.根据权利要求6所述的热塑性复合主梁成型方法，其特征在于，沿所述主梁中间体的宽度方向，所述层间结合层的两侧与所述标准化拉挤板层的两侧均具有留胶间隔θ，所述留胶间隔θ满足：1mm≤θ≤5mm；

所述层间结合层包括胶膜、预浸料和半预浸料中的至少一者，导气毡以及纤维件。

9.根据权利要求1所述的热塑性复合主梁成型方法，其特征在于，所述在所述主梁中间体表面设置吸胶层，并对所述主梁中间体进行固化处理以形成主梁，包括：

在第二模具表面依次满铺隔离膜和第一吸胶毡，所述第二模具用于对所述主梁中间体进行固化处理；

将所述主梁中间体转移至所述第二模具的内部；

在所述主梁中间体表面满铺第二吸胶毡，所述第二吸胶毡覆盖所述第二模具的真空口；

沿所述第二模具的边缘铺设真空胶带，并对所述第二模具进行真空处理和保压处理；

在所述第二模具保压合格后，对所述第二模具进行加热处理和保温处理，以形成所述主梁。

10.一种风电叶片主梁，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的热塑性复合主梁成型方法进行加工制作。