CN108005846B - 大型风电叶片用主承力梁、混杂翼梁复合材料风电叶片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型风电叶片用主承力梁，所述主承力梁为碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体，所述组合体由若干碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材通过玻璃纤维毡或纱聚束定型而成。本发明的大型风电叶片用主承力梁，采用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材聚束形成组合体，充分利用碳纤维和玻璃纤维性能的互补，不仅能充分发挥碳纤维高弹轻质的优点，大大提高主承力梁的刚度和强度，增加主承力梁的临界长度，而且价格比采用纯碳纤维作为增强材料要大大降低，更有利于碳纤维在主承力梁及风电叶片领域的推广和应用。本发明还相应提供了一种混杂翼梁复合材料风电叶片及其制备方法。
Description
技术领域
本发明属于风电叶片制备领域，尤其涉及一种大型风电叶片用主承力梁、混杂翼梁复合材料风电叶片及其制备方法。
背景技术
随着风力发电机叶片设计技术的提高，大型化和轻量化已成为复合材料风电叶片发展的重要趋势。目前大型复合材料风电叶片主要是以玻璃纤维作为增强材料，然而叶片大型化发展对叶片强度、刚度的要求越来越高，叶片长度和自重也越来越大，以至玻璃纤维复合材料难以承受。基于叶片大型化发展的要求，轻质高强、能有效增加叶片临界长度，保证叶片在极端风载下叶尖不碰触塔架，碳纤维及其复合材料是优选材料。碳纤维的刚度比玻璃纤维大，碳纤维的加入能够获得较高的刚度和较轻的重量。然而，由于碳纤维的价格要远比玻璃纤维昂贵，该缺点限制了碳纤维在大型复合材料风电叶片上的广泛使用。
为了降低成本，好钢用在刀刃上，将碳纤维用在叶片主承力翼梁、叶尖或翼缘加强部，相关的专利例如：WO00/14405号PCT申请国际公布文本中公开了一种风力涡轮机叶片的雷电保护装置，其中避雷器是由一条或多条扁长的碳素纤维增强塑料带制成，这些纤维带可构成风力涡轮机叶片的一部分；CN1697924A号中国专利文献公开了一种具有碳纤维尖部的风力涡轮机叶片，其叶片被分成内端部分和外端部分，内端部分包括叶片根部且基本上由玻璃纤维加强聚合物制成，外端部分包括叶片尖部且基本由碳纤维加强聚合物制成；CN101021202A号中国专利文献公开了一种碳纤维增强的风力涡轮机转子叶片，该叶片的纤维增强基体包括被包埋在同一基体材料中的玻璃纤维和碳纤维。
除了碳纤维自身价格昂贵之外，碳纤维用于大型风电叶片还存在一个技术难题——制备。目前制备叶片气动外壳、主承力翼梁和剪切腹板的主流方法为真空导入模塑工艺，优点是采用真空导入模塑工艺制备叶片构件时，纤维及其纤维织物等增强材料、泡沫和轻木等夹芯材料按照铺层设计铺放在成型模具中，密封抽真空、注入树脂浸润增强材料，可实现整体成型，制品质量稳定。但如果采用真空导入模塑工艺制备大厚度的碳纤维或碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料构件，比如翼梁，由于碳纤维的直径小和表面低能，树脂基体难以完全充分浸润碳纤维，制品内部极易形成缺陷，导致制备失败。而如果采用预浸料湿法成型工艺，不仅制备周期长、效率低，而且质量稳定性较差，此外需要预浸机等专用设备，成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种集碳纤维和玻璃纤维性能于一身的风电叶片用主承力梁，质量轻巧、临界长度延长、力学性能优异的大型混杂翼梁复合材料风电叶片，还提供一种工艺简单、适应性强、成本低的该复合材料风电叶片的制备方法，以解决现有技术中风电叶片内部的碳纤维浸渍不完全或者直接浸渍失败的问题。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为提供一种大型风电叶片用主承力梁，所述主承力梁为碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体，所述组合体由若干碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材通过玻璃纤维毡或纱聚束定型而成。
碳纤维是一种性能优异的高性能增强材料，广泛应用于航空航天等领域。碳纤维比强度和比模量高，对于发展轻质、高强及大型复合材料风电叶片是一种理想材料，但其高昂的价格极大制约了碳纤维在风电叶片领域的应用。为了减轻大型化风电叶片的质量，同时满足叶片的强度与刚度要求，还要克服成本制约的问题，解决大厚度碳纤维或碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料制备难的技术难题，本发明采用了一种新型的增强材料体系，即将所述碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材用于风电叶片的主承力大梁，由于碳纤维增强复合材料(CFRP，Carbon Fiber Reinforced Polymer)的比强度(强度/密度)大约是GFRP的2倍，比模量(模量/密度)约是GFRP的3倍，因此采用碳纤维/玻璃纤维混杂材料制作风电叶片不仅能充分发挥碳纤维高弹轻质的优点，大大提高叶片的刚度和强度，增加叶片的临界长度，而且价格比采用纯碳纤维作为增强材料要大大降低，更有利于碳纤维在风电叶片领域的推广和应用；同时，碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材采用拉挤成型工艺自动化、连续化生产，可以有效解决制备技术难题和降低制备成本。
本发明的主承力梁为碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体，是由拉挤成型的碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材聚束组合而成，圆杆型材直径可根据翼梁尺寸和铺层设计任意调整，聚束组合直接在壳体成型模具上、壳体铺层时随型铺设，并用玻璃纤维毡或纱聚束定型，使之符合壳体铺层结构设计要求，铺设完成后随壳体一起采用真空导入模塑工艺整体成型，形成一个完整的气动壳体，既解决了碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料翼梁制备难的技术难题，又保证了气动壳体的整体成型。而且，碳纤维与玻璃纤维体积比(即混杂比)可根据性能、成本需要任意调整。可任意调整混杂比，则意味着可实现是性能的最优化设计、可根据叶片型号随意调整翼梁的混杂比、可以通过调整混杂比控制碳纤维的材料成本。
上述的主承力梁，优选的，所述碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材为壳核结构，所述壳核结构的内核材料包括碳纤维，外壳材料包括玻璃纤维；所述内核材料的横截面面积为圆杆型材横截面面积的30％～95％。
所述碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材从横截面上看是圆芯圆环结构，碳纤维集中分布在圆杆内部形成圆芯，玻璃纤维则集中分布在圆杆外部形成外圆环，圆芯和外圆环直径、尺寸和比例可根据需要任意调整，优势是拉挤圆杆型材的随型性好，方便铺设和定型。内核材料为碳纤维集中分布的目的是充分发挥碳纤维的强度和刚度性能，而外壳材料集中分布玻璃纤维的目的是充分发挥玻璃纤维耐腐蚀和韧性好的优势，既可以发挥玻璃纤维的力学性能优势，又可以充分利用玻璃纤维的其他性能优势。而且，外层的玻璃纤维与壳体的玻璃纤维蒙皮层可以实现自然过渡，粘接性和整体性能优异。
优选的，所述碳纤维为无捻碳纤维连续纱，所述玻璃纤维为无捻玻璃纤维连续纱；所述碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材采用拉挤成型工艺制备而得。
基于一个总的技术构思，本发明还提供一种由上述主承力梁构成的混杂翼梁复合材料风电叶片，所述混杂翼梁复合材料风电叶片包括吸力面壳体、压力面壳体和两壳体之间的剪切腹板，所述吸力面壳体、压力面壳体和剪切腹板均为以环氧树脂作为基体并由蒙皮包覆芯材形成的夹芯型结构件，所述吸力面壳体和压力面壳体的芯材包括主承力梁、翼缘加强部和位于主承力梁与翼缘加强部之间的填充材料。
上述的风电叶片，优选的，所述吸力面壳体和压力面壳体的蒙皮为壳体蒙皮，所述剪切腹板的蒙皮为腹板蒙皮，所述壳体蒙皮和腹板蒙皮均以玻璃纤维为增强材料；所述填充材料包括巴沙木和PVC泡沫，所述剪切腹板的芯材为PVC泡沫，所述翼缘加强部的增强材料为玻璃纤维纱缝合的单轴向玻璃纤维织物。本专利中，翼缘加强部不使用碳纤维，仅只用玻璃纤维，目的是进一步降低成本和解决碳纤维浸润困难的问题；填充材料同时包括巴沙木和PVC泡沫，配比是根据叶片受力特点确定的，基本原则是高强度要求部位用密度和强度稍好的巴沙木，低强度要求部位则用PVC泡沫；
优选的，所述腹板蒙皮的增强材料包括面密度900-1500g/m2的玻纤三轴向编织布和面密度600-1000g/m2的玻纤双轴向编织布(将玻纤三轴向编织布和玻纤双轴向编织布铺设好后，采用真空灌注工艺注入树脂，形成复合材料，将布与布之间连接起来)；所述壳体蒙皮的增强材料包括面密度900-1500g/m2的玻纤三轴向编织布、面密度600-1000g/m2的玻纤双轴向编织布和面密度1100-1600g/m2带50g毡的玻纤单轴向编织布(将玻纤三轴向编织布、玻纤双轴向编织布和玻纤单轴向编织布铺设好后，采用真空灌注工艺注入树脂，形成复合材料，将布与布之间连接起来)；所述巴沙木的密度为140-160kg/m3，所述PVC泡沫的密度为50-70kg/m3；所述翼缘加强部所用的玻璃纤维为面密度1100-1600g/m2带50g毡的玻纤单轴向编织布。
基于一个总的技术构思，本发明还相应提供一种混杂翼梁复合材料风电叶片的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用真空导入模塑工艺制备剪切腹板；
(2)以碳纤维/玻璃纤维混杂作为增强材料，采用拉挤成型工艺制备主承力梁用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材，并用玻璃纤维毡或纱聚束定型得到碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体；
(3)将壳体蒙皮的增强材料、由所述步骤(2)后得到的主承力梁用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材、填充材料和翼缘加强部的增强材料一起在壳体成型模具上铺层，所述碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材用玻璃纤维毡或纱聚束定型得到碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体，铺设完成后采用真空导入模塑工艺制备所述的吸力面壳体和压力面壳体，将所述步骤(1)后得到的剪切腹板、所述吸力面壳体和压力面壳体粘结为一体，制得所述混杂翼梁复合材料风电叶片。
上述的制备方法，优选的，所述步骤(1)中，制备剪切腹板的具体操作包括如下步骤：
A.在腹板成型模具上依次铺放裁剪好的腹板蒙皮下蒙皮增强材料、腹板芯材和腹板蒙皮上蒙皮增强材料，得到剪切腹板夹芯型结构预成型体；
B.将裁剪好的脱模布铺放在所述步骤A后得到的剪切腹板夹芯型结构预成型体表面，并使之完全覆盖该预成型体，在所述脱模布上表面铺设真空导入模塑工艺辅助材料，并设置好成型模腔中的注胶口和真空抽气口；
C.采用双层真空袋膜密封所述步骤B后得到的预成型体及辅助材料，通过所述真空抽气口抽真空，使真空度≤－0.098Mpa且能够保持真空负压不低于30min，然后将风电叶片专用环氧树脂体系利用真空负压通过所述注胶口注入成型模腔中浸渍预成型体，待树脂体系完全浸渍预成型体后持续抽真空保持成型模腔内的真空度≤－0.098Mpa，直至树脂体系固化完全，脱模后即得到所述剪切腹板。
上述制备剪切腹板采用的真空导入模塑工艺(又称真空灌注工艺)是一种先进的复合材料低成本液体模塑成型技术，具有低成本、环保和适合于大尺寸复合材料构件整体成型等优点，其工艺原理是在单面刚性模具上以柔性真空袋膜包覆、密封增强材料预成型体，真空负压下排除模腔中的气体，利用树脂的流动、渗透实现树脂对纤维及其织物的浸渍，并固化成型得到复合材料构件。将该真空导入模塑工艺应用于本发明复合材料风电叶片组件的制备，其优势更能够充分发挥出来。
优选的，所述步骤(2)中，制备主承力梁用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的具体操作包括如下步骤：将无捻碳纤维连续纱和玻璃纤维连续纱通过聚束工装使碳纤维聚集分布形成圆杆型材的内核、无捻玻璃纤维在碳纤维四周聚集分布形成内核的外壳，然后进行浸胶，刮掉多余胶液后进入拉挤成型模具，进行挤压、固化定型，从成型模具拉出后进行打磨，即得到所述制备主承力梁用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材。
上述制备碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材采用的拉挤成型工艺是一种可实现连续化、自动化生产的复合材料制备技术，其基本原理是将浸渍树脂胶液的连续纤维束、带或布等，在牵引力的作用下，通过挤压模具成型、固化，连续不断地生产长度不限但可控的树脂基复合材料型材的方法。技术相对成熟，制品质量稳定、性能好，量大后制造成本低，而且拉挤过程中特殊的挤压作用能够很好地解决树脂浸润碳纤维难的问题。
优选的，所述步骤(3)的具体操作包括如下步骤：
a.在吸力面壳体的成型模具上依次铺放吸力面壳体蒙皮下蒙皮增强材料、所述步骤(2)后得到的主承力梁用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体、填充材料、翼缘加强部的增强材料和吸力面壳体蒙皮上蒙皮增强材料，所述碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体用玻璃纤维毡或纱聚束定型，得到夹芯型结构的吸力面壳体预成型体；
b.将裁剪好的脱模布铺放在所述步骤a后得到的吸力面壳体预成型体表面，并使之完全覆盖该预成型体，在所述脱模布上表面铺设真空导入模塑工艺辅助材料，并设置好成型模腔中的注胶口和真空抽气口；
c.采用双层真空袋膜密封所述步骤b后得到的预成型体及辅助材料，通过所述真空抽气口抽真空，使真空度≤－0.098Mpa且能够保持真空负压不低于30min，然后将风电叶片专用环氧树脂体系利用真空负压通过所述注胶口注入成型模腔中浸渍预成型体，待树脂体系完全浸渍预成型体后持续抽真空保持成型模腔内的真空度≤－0.098Mpa，直至树脂体系固化完全，脱模后得到吸力面壳体，按照上述制备吸力面壳体的方法制备得到压力面壳体；
d.将所述步骤c后得到的吸力面壳体、压力面壳体和所述步骤(1)后得到的剪切腹板通过结构胶进行粘结，所述结构胶固化后即得到所述混杂翼梁复合材料风电叶片。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明的大型风电叶片用主承力梁，采用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材聚束形成组合体，充分利用碳纤维和玻璃纤维性能的互补，不仅能充分发挥碳纤维高弹轻质的优点，大大提高主承力梁的刚度和强度，增加主承力梁的临界长度，而且价格比采用纯碳纤维作为增强材料要大大降低，更有利于碳纤维在主承力梁及风电叶片领域的推广和应用。
2、本发明的混杂翼梁复合材料风电叶片，采用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体作为主承力梁，既有效回避了纯碳纤维风电叶片高成本的问题，又解决了玻璃纤维风电叶片临界长度局限的问题，对提高复合材料风电叶片临界长度和发展大型化复合材料风电叶片具有重要意义，具有质量轻巧、临界长度延长、力学性能优异、成本相对低廉等优点。
3、本发明的制备方法，既有效解决了碳纤维浸润难的制备技术难题、保证了混杂翼梁生产的自动化、连续化和低成本，又提供了一种通过调节碳纤维/玻璃纤维混杂比控制翼梁性能和叶片成本的方式，同时与气动壳体和剪切腹板的主流成熟制备工艺真空导入模塑工艺有机融合，降低了技术和设备的再开发和再投资，通过真空导入模塑工艺整体成型制备叶片壳体，整体性好，还可以减少材料的浪费和苯乙烯气体的排放，有利于降低成本和保护环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明实施例中混杂复合材料拉挤圆杆横截面示意图；
图2为本发明实施例复合材料风电叶片的主视图；
图3为本发明实施例图2中A-A处的剖面放大图；
图4为本发明实施例中制备剪切腹板的工艺流程图；
图5为本发明实施例中混杂复合材料拉挤圆杆的工艺流程图；
图6为本发明实施例中成型吸力面壳体和压力面壳体的工艺流程图。
图例说明：
1、吸力面壳体；2、压力面壳体；3、剪切腹板；31、腹板蒙皮；4、壳体蒙皮；5、主承力梁；6、翼缘加强部；7、填充材料。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例：
一种本发明的大型风电叶片用主承力梁，为所述主承力梁为碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体。聚束组合直接在壳体成型模具上、壳体铺层时随型铺设，并用玻璃纤维毡或纱聚束定型，使之符合壳体铺层结构设计要求，铺设完成后随壳体一起采用真空导入模塑工艺整体成型，形成一个完整的气动壳体。碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料拉挤圆杆横截面如1所示，图中圆芯为碳纤维聚集区(内核材料)，外圆环为玻璃纤维聚集区(外壳材料)。纤维选用无捻碳纤维连续纱，玻璃纤维选用无捻玻璃纤维连续纱。
一种由上述主承力梁构成的混杂翼梁复合材料风电叶片，如图2和图3所示，包括吸力面壳体1、压力面壳体2和固接于两壳体之间的剪切腹板3，吸力面壳体1、压力面壳体2和剪切腹板3的基体均为环氧树脂体系，吸力面壳体1、压力面壳体2均为壳体蒙皮4包覆芯材的夹芯型复合材料构件，吸力面壳体1、压力面壳体2的芯材包括叶片的主承力梁5、位于叶片翼缘处起加强作用的翼缘加强部6和填充于主承力梁5与翼缘加强部6之间的填充材料7，其中主承力梁5为碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体，翼缘加强部6为玻璃纤维纱缝合的单轴向玻璃纤维织物预成型体，填充材料7中包括Balsa木和PVC泡沫；剪切腹板3同样为腹板蒙皮31包覆腹板芯材的夹芯型结构，腹板芯材选用PVC泡沫；壳体蒙皮4和腹板蒙皮31的增强材料均选用玻璃纤维。
本实施例中所述混杂翼梁复合材料风电叶片的制备方法，包括如下步骤：
1.制备剪切腹板
剪切腹板3的制备工艺流程如图4所示，具体的制备方法依次包括以下几个工序：
1.1剪切腹板成型模具预处理
清理模具，修补平整，然后在剪切腹板成型模具表面喷涂脱模剂。
1.2裁剪和铺放腹板蒙皮增强材料和腹板芯材
选择面密度1200g/m2的玻纤三轴向编织布和面密度800g/m2的玻纤双轴向编织布作为腹板蒙皮31(分上蒙皮和下蒙皮)的增强材料，腹板芯材为密度60kg/m3的PVC泡沫。首先将裁剪好的腹板下蒙皮增强材料铺放在腹板成型模具上，然后在铺放好的腹板下蒙皮增强材料表面铺放裁剪好的腹板芯材，最后在铺放好的腹板芯材表面铺放腹板上蒙皮增强材料，得到剪切腹板夹芯型结构预成型体。
1.3裁剪和铺覆脱模布
所用脱模布为上海沥高科技有限公司生产的R85PA66型脱模布，面密度85g/m2。将裁剪好的脱模布铺放在步骤1.2中得到的剪切腹板夹芯型结构预成型体表面，并使之完全覆盖该预成型体。
1.4铺设辅助材料体系
在上述脱模布上表面铺设导流布、导流管和导气管等真空导入模塑工艺辅助材料，并设置好模腔中的注胶口和真空抽气口。
1.5真空袋膜密封
采用双层真空袋膜密封上述的预成型体及辅助材料体系，所用的真空袋膜为法国Aerorac公司生产的Vacfilm400Y26100型真空袋膜。首先用第一层真空袋膜在模具上密封整个预成型体和辅助材料体系，密闭注胶口并将抽气口与真空泵连接，然后抽真空并检测密封模腔的气密性(要求真空度≤－0.098Mpa且能够保持真空负压30min)；第一层真空袋膜封装气密性达到要求后，用第二层的真空袋膜密封整个第一层袋膜***，并抽真空继续检查气密性，直至气密性达到要求(要求能够持续保持真空负压)。
1.6树脂体系充模浸渍预成型体
所用树脂体系为Huntsman公司提供的叶片专用环氧树脂1564和固化剂3486体系；开启注胶口将搅拌均匀并且经过脱泡处理的树脂体系利用真空负压注入成型模腔中浸渍上述的预成型体，待树脂体系完全浸渍预成型体后关闭注胶口，并持续抽真空保持成型模腔内的真空度。
1.7固化成型及后处理
固化过程中必须保持成型模腔内的真空度直至固化完全，固化完成后进行脱模、修整和清理等后处理得到剪切腹板构件。
2.拉挤翼梁用混杂复合材料圆杆
拉挤翼梁用混杂复合材料圆杆型材的工艺流程如图5所示，具体的制备方法依次包括以下几个工序：
2.1拉挤成型模具预处理
清理模具，修补平整，成型模腔表面喷涂脱模剂。
2.2设置聚束工装和牵纱
在拉挤成型流水线上设置聚束工装，将碳纤维连续纱和玻璃纤维连续纱从纱架上牵引通过聚束工装，使之初步呈碳纤维在拉挤模具型腔聚集分布、玻璃纤维在碳纤维四周聚集分布的排列；然后牵纱通过浸胶槽，使纤维纱线带上树脂、树脂浸润纤维。
2.3预成型模具定位和初步赋型
浸胶后的连续纤维纱线，通过预成型模具，将多余的树脂胶液刮掉，赋予纱线初步的制品形状，纱线进一步定位，进入拉挤成型模具。
2.4拉挤成型
碳纤维和玻璃纤维纱线在预成型模具中定位和初步赋型后，通过成型模具挤压、固化并最终定型，从成型模具拉出的制品即是碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料拉挤圆杆，拉挤的牵引力由牵引装置提供。
2.5打磨后处理
拉挤圆杆在牵引力作用下通过自动打磨***，将拉挤圆杆表面的脱模剂清除卷盘备用。
3.成型吸力面壳体和压力面壳体
吸力面壳体1和压力面壳体2的整体成型工艺流程如图6所示，吸力面壳体1的具体制备方法包括以下工序(压力面壳体2参照吸力面壳体1的制备工艺)：
3.1壳体成型模具预处理
清理模具，修补平整，然后喷涂脱模剂，再喷涂胶衣。
3.2裁剪和准备壳体蒙皮增强材料及芯材
根据设计要求裁剪吸力面壳体1的蒙皮增强材料、翼缘加强部6增强材料和填充材料7，同时修整处理上述步骤中预制的主承力梁5预制件。蒙皮增强材料选用面密度1200g/m2的玻纤三轴向编织布、面密度800g/m2的玻纤双轴向编织布和面密度1250g/m2带50g毡的玻纤单轴向编织布(壳体蒙皮4包括上蒙皮和下蒙皮)；所用填充材料7包括密度150kg/m3的Balsa木和密度60kg/m3的PVC泡沫；翼缘加强部6处的增强材料为缝合玻璃纤维单轴向织物，所用玻璃纤维为面密度1250g/m2带50g毡的玻纤单轴向编织布。
3.3铺放蒙皮增强材料及芯材
首先在吸力面壳体1的成型模具上铺放吸力面壳体1下蒙皮增强材料，然后在下蒙皮增强材料表面相应位置铺放主承力梁5碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体、填充材料7(步骤3.2中准备的Balsa木和PVC泡沫)和翼缘加强部6处的增强材料(步骤3.2中准备的玻璃纤维织物)；最后在前述铺放好的芯材之上铺放吸力面壳体1上蒙皮增强材料，得到夹芯型结构的吸力面壳体1预成型体。
3.4裁剪和铺覆脱模布
将裁剪好的脱模布(上海沥高科技有限公司生产的R85PA66型脱模布，面密度为85g/m2)铺放在步骤3.3得到的吸力面壳体1预成型体上表面，并使之完全覆盖该预成型体。
3.5铺设辅助材料体系
在上述脱模布上表面铺设导流布、导流管和导气管等真空导入模塑工艺辅助材料，并在模腔中设置注胶口和真空抽气口。
3.6真空袋膜密封
在吸力面壳体成型模具上采用双层真空袋膜密封吸力面壳体1预成型体及辅助材料体系，所用真空袋膜为法国Aerorac公司生产的Vacfilm400Y26100型真空袋膜。首先用第一层真空袋膜在该模具上密封整个吸力面壳体1预成型体和辅助材料体系，密闭注胶口并将抽气口与真空泵连接，然后抽真空并检测密封模腔的气密性(要求真空度≤－0.098Mpa并能够保持真空负压30min)；第一层真空袋膜封装气密性达到要求后，用第二层的真空袋膜密封整个第一层袋膜***，并抽真空继续检查气密性，直至气密性达到要求(要求能够持续保持真空负压)。
3.7树脂体系充模浸渍吸力面壳体预成型体
所用树脂体系为Huntsman公司提供的叶片专用环氧树脂1564和固化剂3486体系；开启注胶口将搅拌均匀并且经过脱泡处理的树脂体系利用真空负压注入成型模腔中浸渍吸力面壳体1预成型体，待树脂完全浸渍该预成型体后关闭注胶口，并持续抽真空保持成型模腔内的真空度。
3.8固化成型及后处理
固化过程中必须保持成型模腔内的真空度直至固化完全，固化完成后进行脱模、修整及清理等后处理得到整体成型的吸力面壳体1。
再按照以上工序成型压力面壳体2。
在上述的工艺过程中，剪切腹板3和主承力梁5预制件的制备过程可同时进行，吸力面壳体1和压力面壳体2的成型制备过程也可同时进行。
4、整体粘结
将上述步骤中制备得到的吸力面壳体1、压力面壳体2和剪切腹板3粘接，所用的粘接结构胶为Huntsman公司提供的结构胶XD4734/XD4735体系，结构胶固化完成后进行清理修整等后处理即得到本发明的混杂翼梁复合材料风电叶片。
Claims (8)
1.一种大型风电叶片用主承力梁，其特征在于，所述主承力梁为碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体，所述组合体由若干碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材通过玻璃纤维毡或纱聚束定型而成；所述碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材为壳核结构，所述壳核结构的内核材料包括碳纤维，外壳材料包括玻璃纤维；所述内核材料的横截面面积为圆杆型材横截面面积的30％～95％；所述碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材由以下工艺制备而得：将无捻碳纤维连续纱和玻璃纤维连续纱通过聚束工装使碳纤维聚集分布形成圆杆型材的内核、无捻玻璃纤维在碳纤维四周聚集分布形成内核的外壳，然后进行浸胶，刮掉多余胶液后进入拉挤成型模具，进行挤压、固化定型，从成型模具拉出后进行打磨后得到。
2.一种由权利要求1所述主承力梁构成的混杂翼梁复合材料风电叶片，其特征在于，所述混杂翼梁复合材料风电叶片包括吸力面壳体(1)、压力面壳体(2)和两壳体之间的剪切腹板(3)，所述吸力面壳体(1)、压力面壳体(2)和剪切腹板(3)均为以环氧树脂作为基体并由蒙皮包覆芯材形成的夹芯型结构件，所述吸力面壳体(1)和压力面壳体(2)的芯材包括主承力梁(5)、翼缘加强部(6)和位于主承力梁(5)与翼缘加强部(6)之间的填充材料(7)。
3.根据权利要求2所述的风电叶片，其特征在于，所述吸力面壳体(1)和压力面壳体(2)的蒙皮为壳体蒙皮(4)，所述剪切腹板(3)的蒙皮为腹板蒙皮(31)，所述壳体蒙皮(4)和腹板蒙皮(31)均以玻璃纤维为增强材料；所述填充材料(7)包括巴沙木和PVC泡沫，所述剪切腹板(3)的芯材为PVC泡沫，所述翼缘加强部(6)的增强材料为玻璃纤维纱缝合的单轴向玻璃纤维织物。
4.根据权利要求3所述的风电叶片，其特征在于，所述腹板蒙皮(31)的增强材料包括面密度900-1500g/m2的玻纤三轴向编织布和面密度600-1000g/m2的玻纤双轴向编织布；所述壳体蒙皮(4)的增强材料包括面密度900-1500g/m2的玻纤三轴向编织布、面密度600-1000g/m2的玻纤双轴向编织布和面密度1100-1600g/m2带50g毡的玻纤单轴向编织布；所述巴沙木的密度为140-160kg/m3，所述PVC泡沫的密度为50-70kg/m3；所述翼缘加强部(6)所用的玻璃纤维为面密度1100-1600g/m2带50g毡的玻纤单轴向编织布。
5.一种如权利要求2-4中任一项所述混杂翼梁复合材料风电叶片的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用真空导入模塑工艺制备剪切腹板；
(2)以碳纤维/玻璃纤维混杂作为增强材料，采用拉挤成型工艺制备主承力梁用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材，并用玻璃纤维毡或纱聚束定型得到碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体；
(3)将壳体蒙皮的增强材料、由所述步骤(2)后得到的主承力梁用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材、填充材料和翼缘加强部的增强材料一起在壳体成型模具上铺层，所述碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材用玻璃纤维毡或纱聚束定型得到碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体，铺设完成后采用真空导入模塑工艺制备所述的吸力面壳体和压力面壳体，将所述步骤(1)后得到的剪切腹板、所述吸力面壳体和压力面壳体粘结为一体，制得所述混杂翼梁复合材料风电叶片。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，制备剪切腹板的具体操作包括如下步骤：
A.在腹板成型模具上依次铺放裁剪好的腹板蒙皮下蒙皮增强材料、腹板芯材和腹板蒙皮上蒙皮增强材料，得到剪切腹板夹芯型结构预成型体；
B.将裁剪好的脱模布铺放在所述步骤A后得到的剪切腹板夹芯型结构预成型体表面，并使之完全覆盖该预成型体，在所述脱模布上表面铺设真空导入模塑工艺辅助材料，并设置好成型模腔中的注胶口和真空抽气口；
C.采用双层真空袋膜密封所述步骤B后得到的预成型体及辅助材料，通过所述真空抽气口抽真空，使真空度≤－0.098Mpa且能够保持真空负压不低于30min，然后将风电叶片专用环氧树脂体系利用真空负压通过所述注胶口注入成型模腔中浸渍预成型体，待树脂体系完全浸渍预成型体后持续抽真空保持成型模腔内的真空度≤－0.098Mpa，直至树脂体系固化完全，脱模后即得到所述剪切腹板。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，制备主承力梁用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的具体操作包括如下步骤：将无捻碳纤维连续纱和玻璃纤维连续纱通过聚束工装使碳纤维聚集分布形成圆杆型材的内核、无捻玻璃纤维在碳纤维四周聚集分布形成内核的外壳，然后进行浸胶，刮掉多余胶液后进入拉挤成型模具，进行挤压、固化定型，从成型模具拉出后进行打磨，即得到所述制备主承力梁用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的具体操作包括如下步骤：
a.在吸力面壳体的成型模具上依次铺放吸力面壳体蒙皮下蒙皮增强材料、所述步骤(2)后得到的主承力梁用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体、填充材料、翼缘加强部的增强材料和吸力面壳体蒙皮上蒙皮增强材料，所述碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体用玻璃纤维毡或纱聚束定型，得到夹芯型结构的吸力面壳体预成型体；
b.将裁剪好的脱模布铺放在所述步骤a后得到的吸力面壳体预成型体表面，并使之完全覆盖该预成型体，在所述脱模布上表面铺设真空导入模塑工艺辅助材料，并设置好成型模腔中的注胶口和真空抽气口；
c.采用双层真空袋膜密封所述步骤b后得到的预成型体及辅助材料，通过所述真空抽气口抽真空，使真空度≤－0.098Mpa且能够保持真空负压不低于30min，然后将风电叶片专用环氧树脂体系利用真空负压通过所述注胶口注入成型模腔中浸渍预成型体，待树脂体系完全浸渍预成型体后持续抽真空保持成型模腔内的真空度≤－0.098Mpa，直至树脂体系固化完全，脱模后得到吸力面壳体，按照上述制备吸力面壳体的方法制备得到压力面壳体；
d.将所述步骤c后得到的吸力面壳体、压力面壳体和所述步骤(1)后得到的剪切腹板通过结构胶进行粘结，所述结构胶固化后即得到所述混杂翼梁复合材料风电叶片。
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| CN111169047A (zh) * | 2020-02-12 | 2020-05-19 | 连云港中复连众复合材料集团有限公司 | 用厚窄条拉挤型材与玻璃纤维织物混合制造风电叶片主梁、辅梁的方法 |
| CN114103173B (zh) * | 2021-11-12 | 2024-04-19 | 湖南弘辉科技有限公司 | 一种大尺寸气体导流管筒壁成型方法 |
| CN114347503A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-04-15 | 泰山玻璃纤维有限公司 | 用于风电叶片主梁的碳-玻混拉板 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63277350A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-11-15 | 日本鋼管株式会社 | プレストレスコンクリ−ト用繊維強化プラスチック緊張材 |
| JP2002371139A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Yuichi Sugiyama | Ｆｒｐ用繊維製補強材およびこれを用いたｆｒｐ成形体 |
| CN1915884A (zh) * | 2005-08-19 | 2007-02-21 | 深圳市海川实业股份有限公司 | 一种混杂碳纤维玻璃纤维增强树脂筋 |
| CN101705922A (zh) * | 2009-11-30 | 2010-05-12 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | 大型复合材料风电叶片及其制备方法 |
| CN101747648A (zh) * | 2008-12-10 | 2010-06-23 | 本田技研工业株式会社 | 碳和玻璃纤维增强的组合物 |
| CN102146195A (zh) * | 2010-02-04 | 2011-08-10 | 苏州国宇碳纤维科技有限公司 | 改性碳纤维增强环氧树脂基复合棒材 |
| CN102817794A (zh) * | 2012-08-24 | 2012-12-12 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 可加长大型复合材料风电叶片 |
-
2017
- 2017-11-28 CN CN201711215401.9A patent/CN108005846B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63277350A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-11-15 | 日本鋼管株式会社 | プレストレスコンクリ−ト用繊維強化プラスチック緊張材 |
| JP2002371139A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Yuichi Sugiyama | Ｆｒｐ用繊維製補強材およびこれを用いたｆｒｐ成形体 |
| CN1915884A (zh) * | 2005-08-19 | 2007-02-21 | 深圳市海川实业股份有限公司 | 一种混杂碳纤维玻璃纤维增强树脂筋 |
| CN101747648A (zh) * | 2008-12-10 | 2010-06-23 | 本田技研工业株式会社 | 碳和玻璃纤维增强的组合物 |
| CN101705922A (zh) * | 2009-11-30 | 2010-05-12 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | 大型复合材料风电叶片及其制备方法 |
| CN102146195A (zh) * | 2010-02-04 | 2011-08-10 | 苏州国宇碳纤维科技有限公司 | 改性碳纤维增强环氧树脂基复合棒材 |
| CN102817794A (zh) * | 2012-08-24 | 2012-12-12 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 可加长大型复合材料风电叶片 |
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