CN117067628A - 叶片的制造方法与叶片 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种叶片的制造方法与叶片，包括在第一模具上制作形成钝尾缘，在第二模具上铺设第一结构层，将钝尾缘放入第二模具中，将钝尾缘与第一结构层部分搭接，在钝尾缘和第一结构层的上表面铺设第二结构层以形成第一壳体，在第三模具上制作形成第二壳体，将第一壳体和第二壳体拼接形成叶片。采用单独的第一模具制作成型钝尾缘结构，再将钝尾缘放入第二模具中，使得钝尾缘与第二结构层部分搭接，可以避免钝尾缘发生滑动，从而减少喷胶的使用。此外，钝尾缘位置的铺层较少，灌注时树脂流动速率加快，可以避免产生钝尾缘上灌注发白等质量缺陷，也可以缩短叶片的成型周期。

Description

叶片的制造方法与叶片

技术领域

本申请涉及叶片制造技术领域，尤其涉及一种叶片的制造方法与叶片。

背景技术

风力发电机叶片是风力发电机组的关键部件。随着市场单机容量的不断增加，叶片设计的径向尺寸及长度不断增加。在钝尾缘叶片翼型设计中，立面钝尾缘尺寸不断增大。钝尾缘为立面结构，在相关技术中，铺设钝尾缘时，钝尾缘中的芯材易下滑，钝尾缘中的布层容易起褶。因此需要使用大量喷胶粘接固定，喷胶用量过多会导致基体树脂性能下降。此外，钝尾缘上结构铺层较多，灌注树脂时树脂流动速率缓慢，这导致产品成型周期较长，还容易产生钝尾缘上灌注发白等质量缺陷。

发明内容

本申请提供一种叶片的制造方法与叶片，以解决相关技术中的至少部分问题。

第一方面，本申请提供一种叶片的制造方法，其中包括：

在第一模具上制作形成钝尾缘；

在第二模具上铺设第一结构层；

将钝尾缘放入第二模具中；

将钝尾缘与第一结构层部分搭接；

在钝尾缘和第一结构层的上表面铺设第二结构层以形成第一壳体；

在第三模具上制作形成第二壳体；

将第一壳体和第二壳体拼接形成叶片。

可选的，在第一模具上制作形成钝尾缘，包括：

在第一模具上铺设第一纤维布层；

在第一纤维布层的上部水平放置芯材；

在芯材的上部铺设第二纤维布层；

向第一模具内真空灌注树脂并加热固化，以使第一纤维布层、芯材和第二纤维布层形成钝尾缘。

可选的，在第一模具上铺设第一纤维布层，包括：

将第一纤维布层的一端搭接至第一模具的边缘沿水平方向凸出设置的第一法兰台上，将第一纤维布层的另一端预留形成第一错层。

可选的，在芯材的上部铺设第二纤维布层，包括：

将第二纤维布层的一端搭接至第一法兰台上，将第二纤维布层的另一端预留形成第二错层。

可选的，向第一模具内真空灌注树脂并加热固化，以使第一纤维布层、芯材和第二纤维布层形成钝尾缘，包括：

向第一模具内真空灌注树脂并加热固化后，第一纤维布层、芯材和第二纤维布层形成钝尾缘，搭接至第一法兰台上的第一纤维布层和第二纤维布层形成位于钝尾缘端部的吊耳。

可选的，在第二模具上铺设第一结构层，包括：

在第二模具上铺设外蒙皮层；

在外蒙皮层对应叶片的后缘拐角处铺设第三纤维布层和第四纤维布层。

可选的，在第二模具上铺设外蒙皮层，包括：

将外蒙皮层的两端分别搭接于第二模具的上表面凸出设置的第二法兰台。

可选的，在外蒙皮层对应叶片的后缘拐角处铺设第三纤维布层和第四纤维布层，包括：

将第三纤维布层在靠近第二模具对应叶片的后缘立面的一端预留形成第三错层，另一端搭接至第二模具的上表面凸出设置的第二法兰台；

将第四纤维布层在靠近后缘立面的一端预留形成第四错层，另一端搭接至第二法兰台。

可选的，将钝尾缘放入第二模具中，包括：

将吊耳套设于第二法兰台，以将钝尾缘固定于第二模具中对应后缘立面的位置。

可选的，将钝尾缘与第一结构层部分搭接，包括：

将第一错层与第三错层上下配合搭接，将第二错层与第四错层上下配合搭接。

可选的，在钝尾缘和第一结构层的上表面铺设第二结构层以形成第一壳体，包括：

在钝尾缘和第四纤维布层的上表面铺设第五纤维布层；

向第二模具内真空灌注树脂并加热固化，以使第三纤维布层、第四纤维布层、第五纤维布层和钝尾缘形成第一壳体。

可选的，在第三模具上制作形成第二壳体，包括：

在第三模具上铺设第三结构层；

对第三模具内部真空灌注树脂并加热固化，以形成第二壳体。

可选的，还包括：将第三模具翻转，控制第二模具和第三模具上下合模，将第一壳体和第二壳体粘接以获得叶片。

进一步地，本申请提供一种叶片，叶片使用如上述任一实施例所述的叶片的制造方法制成。

本申请提供的叶片的制造方法，包括在第一模具上制作形成钝尾缘，在第二模具上铺设第一结构层，将钝尾缘放入第二模具中，将钝尾缘与第一结构层部分搭接，在钝尾缘和第一结构层的上表面铺设第二结构层以形成第一壳体，在第三模具上制作形成第二壳体，将第一壳体和第二壳体拼接形成叶片。采用单独的第一模具制作成型钝尾缘结构，再将钝尾缘放入第二模具中，使得钝尾缘与第二结构层部分搭接，可以避免钝尾缘发生滑动，从而减少喷胶的使用。此外，钝尾缘位置的铺层较少，灌注时树脂流动速率加快，可以避免产生钝尾缘上灌注发白等质量缺陷，也可以缩短叶片的成型周期。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1所示为本申请一示例性实施例的叶片的制造方法的流程图；

图2所示为本申请一示例性实施例的第一模具的结构示意图；

图3所示为本申请一示例性实施例的第一壳体的结构示意图；

图4所示为本申请一示例性实施例的第一壳体的剖视图；

图5所示为本申请一示例性实施例的第二模具和第三模具的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请提供一种叶片1的制造方法与叶片1。下面结合附图，对本申请的叶片1的制造方法与叶片1进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

图1所示为本申请一示例性实施例的叶片的制造方法的流程图，图2所示为本申请一示例性实施例的第一模具的结构示意图，图3所示为本申请一示例性实施例的第一壳体的结构示意图，图4所示为本申请一示例性实施例的第一壳体的剖视图，图5所示为本申请一示例性实施例的第二模具和第三模具的结构示意图。参考图1至图5，本申请提供一种叶片1的制造方法，可用于制造叶片1。如图1所示，该方法至少包括以下步骤：

步骤100中：在第一模具2上制作形成钝尾缘3。如图2所示，第一模具2沿水平方向设置，单独在第一模具2上制造叶片1中的钝尾缘3结构。

步骤101中：在第二模具4上铺设第一结构层5，如图3所示。

步骤102中：将钝尾缘3放入第二模具4中，如图3所示。

步骤103中：将钝尾缘3与第一结构层5部分搭接，如图3和图4所示。

步骤104中：在钝尾缘3和第一结构层5的上表面铺设第二结构层6以形成第一壳体7，如图3所示。在第二模具4内铺设第二结构层6，以将钝尾缘3与第一结构层5完全固定。

步骤105中：在第三模具8上制作形成第二壳体(未图示)，如图5所示。

步骤106中：将第一壳体7和第二壳体拼接形成叶片1。

本申请的实施例中，通过在第一模具2上单独铺设结构层以制成钝尾缘3结构，并在第二模具4上先铺设第一结构层5后，将预先制作好的钝尾缘3与第一结构层5部分搭接，从而将立面钝尾缘3固定在第二模具4中。如此设置，可以避免钝尾缘3发生滑动，从而减少用于固定结构层的喷胶的使用。在钝尾缘3和第一结构层5的上表面铺设第二结构层6。通过抽真空装置(未图示)对第二模具4的中的灌注腔20内抽真空。向灌注腔20内注入树脂并加热固化以形成第一壳体7。采用类似的方法，在第三模具8中制作第二壳体，并将第一壳体7与第二壳体粘接从而形成叶片1的毛坯。由于钝尾缘3结构单独成型，第二模具4内的钝尾缘3结构层减少，可以使注入的树脂的流动速度增快，避免产生钝尾缘3上灌注发白等质量缺陷，也可以缩短叶片1的成型周期。

如图2至图4所示，在本申请的实施例中，步骤100在第一模具2上制作形成钝尾缘3，还包括如下步骤：

步骤200中：在第一模具2上铺设第一纤维布层30。

步骤201中：在第一纤维布层30的上部水平放置芯材31。

步骤202中：在芯材31的上部铺设第二纤维布层32。

步骤203中：向第一模具2内真空灌注树脂并加热固化，以使第一纤维布层30、芯材31和第二纤维布层32形成钝尾缘3。

通过向第一模具2中依次铺设第一纤维布层30、芯材31和第二纤维布层32，以获得夹芯结构的钝尾缘3。芯材31通常为蜂窝材料或泡沫材料，可以在增强叶片1强度的同时，保持叶片1的轻量化。由于钝尾缘3设于叶片1的立面，在铺设芯材31时容易下滑或脱落，因此在铺设时需要使用大量喷胶固定芯材31。在图2所示的实施例中，通过水平设置的第一模具2，可以将芯材31沿水平方向放置，从而避免铺设芯材31时使用喷胶固定芯材31，从而可以避免喷胶用量过多而导致的树脂性能下降的问题。在叶片1中钝尾缘3为立面结构，利用抽真空装置对第一模具2内的灌注腔20内抽真空，向灌注腔20内注入树脂并加热固化以形成钝尾缘3，由于钝尾缘3单独成型，在第二模具4内的钝尾缘3结构层减少，可以使注入的树脂的流动速度增快，避免产生钝尾缘3上灌注发白等质量缺陷，也可以缩短叶片1的成型周期。

在一些实施例中，步骤200在第一模具2上铺设第一纤维布层30，包括将第一纤维布层30的一端搭接至第一模具2的边缘沿水平方向凸出设置的第一法兰台21上，将第一纤维布层30的另一端预留形成第一错层33。第一纤维布层30弦向的一侧沿第一法兰台21的上表面铺设，第一纤维布层30的另一端预留第一错层33，第一错层33用于和第一结构层5搭接，从而增强钝尾缘3的结构稳定性，还可以增加叶片1的整体强度和刚度。

在一些实施例中，步骤202在芯材31的上部铺设第二纤维布层32，包括将第二纤维布层32的一端搭接至第一法兰台21上，将第二纤维布层32的另一端预留形成第二错层34。第二纤维布层32弦向的一侧沿第一法兰台21的上表面铺设，第二纤维布层32的另一端预留第二错层34，第二错层34用于和第二结构层6搭接，从而增强钝尾缘3的结构稳定性，还可以增加叶片1的整体强度和刚度。

在一些实施例中，步骤203向第一模具2内真空灌注树脂并加热固化，以使第一纤维布层30、芯材31和第二纤维布层32形成钝尾缘3，包括向第一模具2内真空灌注树脂并加热固化后，第一纤维布层30、芯材31和第二纤维布层32形成钝尾缘3，搭接至第一法兰台21上的第一纤维布层30和第二纤维布层32形成位于钝尾缘3端部的吊耳。第一模具2包括灌注腔20，使用抽真空装置对灌注腔20抽真空，向灌注腔20内注入树脂并进行加热固化，以形成钝尾缘3。对灌注腔20抽真空可以排出纤维布层和树脂中的气体，使得树脂充满纤维间隙，从而提高叶片1的结构强度和性能。铺设于第一法兰台21的第一纤维布层30和第二纤维布层32在加热固化后形成吊耳，以便于通过吊耳将钝尾缘3脱模并移动至第二模具4内。

在图3所示的实施例中，步骤101在第二模具4上铺设第一结构层5，还包括如下步骤：

步骤300中：在第二模具4上铺设外蒙皮层40，如图4所示。外蒙皮层40由多层纤维布层构成，是靠近叶片1最外侧的主要承力部分，起到稳定叶片1气动外形、接收风压载荷，防止叶片1受到侵蚀和稳定芯材31的作用。

步骤301中：在外蒙皮层40对应叶片1的后缘拐角处铺设第三纤维布层41和第四纤维布层42，如图4所示。第三纤维布层41的靠近钝尾缘3的一侧与钝尾缘3的底部部分搭接。第四纤维布层42为后缘拐角增强层，可以增加叶片1后缘拐角处的厚度和强度，提高叶片1在该区域的抗拉强度。

在图4所示的实施例中，步骤300在第二模具4上铺设外蒙皮层40，包括将外蒙皮层40的两端分别搭接于第二模具4的上表面凸出设置的第二法兰台46。如此设置，可以避免外蒙皮层40在铺设时发生滑动。

在图4所示的实施例中，步骤301在外蒙皮层40对应叶片1的后缘拐角处铺设第三纤维布层41和第四纤维布层42，包括：将第三纤维布层41在靠近第二模具4对应叶片1的后缘立面的一端预留形成第三错层43，另一端搭接至第二模具4的上表面凸出设置的第二法兰台46。将第四纤维布层42在靠近后缘立面的一端预留形成第四错层44，另一端搭接至第二法兰台46。在铺设第三纤维布层41时，在第三纤维布层41靠近钝尾缘3底部的一端预留第三错层43，另一端铺设至第二法兰台46的上表面，使得第三错层43和提前预制的钝尾缘3上的第一错层33搭接，从而增强搭接处的强度和稳定性。在铺设第四纤维布层42时，在第四纤维布层42靠近钝尾缘3底部的一端预留第四错层44，另一端铺设至第二法兰台46的上表面，使得第四错层44和提前预制的钝尾缘3上的第二错层34搭接，从而增强搭接处的强度和稳定性。

在一些实施例中，步骤102将钝尾缘3放入第二模具4中，包括：将吊耳套设于第二法兰台46，以将钝尾缘3固定于第二模具4中对应后缘立面的位置。通过将第一纤维布料和第二纤维布料铺设于第一法兰台21并加热固化形成吊耳。吊耳用于将加热固化后的钝尾缘3移动至第二模具4中。此外，吊耳还可以套设于铺有外蒙皮层40的第二法兰台46上，从而防止预制的钝尾缘3下滑，以避免使用喷胶固定位于叶片1立面的钝尾缘3。

在图3和图4所示的实施例中，步骤103将钝尾缘3与第一结构层5部分搭接，包括将第一错层33与第三错层43上下配合搭接，将第二错层34与第四错层44上下配合搭接。将钝尾缘3放入第二模具4中，第三错层43和提前预制的钝尾缘3上的第一错层33搭接，第四错层44和提前预制的钝尾缘3上的第二错层34搭接，可以增强搭接处的强度和稳定性。

参考图3和图4，步骤104在钝尾缘3和第一结构层5的上表面铺设第二结构层6以形成第一壳体，包括：

步骤400：在钝尾缘3和第四纤维布层42的上表面铺设第五纤维布层45。第五纤维布层45是靠近叶片1最内侧的主要承力部分，可以增强叶片1的结构强度和刚度，提高其整体的稳定性和抗风载荷能力，起到稳定芯材31的作用。

步骤401：向第二模具4内真空灌注树脂并加热固化，以使第三纤维布层41、第四纤维布层42、第五纤维布层45和钝尾缘3形成第一壳体7。第二模具4内包括灌注腔20，通过抽真空装置对灌注腔20抽真空，向灌注腔20内注入树脂并进行加热固化，以形成第一壳体7。对灌注腔20抽真空可以排出纤维布层和树脂中的气体，使得树脂充满纤维间隙，从而提高叶片1的结构强度和性能。由于钝尾缘3结构单独成型，第二模具4内的钝尾缘3结构层减少，可以使注入的树脂的流动速度增快，避免产生钝尾缘3上灌注发白等质量缺陷，也可以缩短叶片1的成型周期。

在图5所示的实施例中，步骤105在第三模具8上制作形成第二壳体，具体包括如下步骤：

步骤500中，在第三模具8上铺设第三结构层(未图示)。

步骤501中，对第三模具8内部真空灌注树脂并加热固化，以形成第二壳体。

步骤500和步骤501与上述实施例中第一壳体7的制造方法类似，在此不再赘述。

步骤106将第一壳体7和第二壳体拼接形成叶片1，包括将第三模具8翻转，控制第二模具4和第三模具8上下合模，将第一壳体7和第二壳体粘接以获得叶片1。将第一壳体7和第二壳体粘接，可以获得叶片1的毛坯。对叶片1的毛坯进行后处理工序，对叶片1的表面进行处理，确保叶片1的表面平整。在一些实施例中，还可以对叶片1进行涂层处理，从而提高叶片1的耐久性。本申请对后处理工序不作限制。

本申请提供一种叶片1，叶片1使用如上述任一实施例所述的叶片1的制造方法制成。采用单独的第一模具2制作成型钝尾缘3结构，再将钝尾缘3放入第二模具4中，使得钝尾缘3与第二结构层6部分搭接，可以避免钝尾缘3发生滑动，从而减少喷胶的使用。此外，钝尾缘3位置的铺层较少，灌注时树脂流动速率加快，可以避免产生钝尾缘3上灌注发白等质量缺陷，也可以缩短叶片1的成型周期。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (13)

1.一种叶片的制造方法，其特征在于，包括：

在第一模具上制作形成钝尾缘；

在第二模具上铺设第一结构层；

将所述钝尾缘放入所述第二模具中；

将所述钝尾缘与所述第一结构层部分搭接；

在所述钝尾缘和所述第一结构层的上表面铺设第二结构层以形成第一壳体；

在第三模具上制作形成第二壳体；

将所述第一壳体和所述第二壳体拼接形成叶片。

2.根据权利要求1所述的叶片的制造方法，其特征在于，在第一模具上制作形成钝尾缘，包括：

在所述第一模具上铺设第一纤维布层；

在所述第一纤维布层的上部水平放置芯材；

在所述芯材的上部铺设第二纤维布层；

向所述第一模具内真空灌注树脂并加热固化，以使所述第一纤维布层、所述芯材和所述第二纤维布层形成所述钝尾缘。

3.根据权利要求2所述的叶片的制造方法，其特征在于，在所述第一模具上铺设第一纤维布层，包括：

将所述第一纤维布层的一端搭接至所述第一模具的边缘沿水平方向凸出设置的第一法兰台上，将所述第一纤维布层的另一端预留形成第一错层。

4.根据权利要求3所述的叶片的制造方法，其特征在于，在所述芯材的上部铺设第二纤维布层，包括：

将所述第二纤维布层的一端搭接至所述第一法兰台上，将所述第二纤维布层的另一端预留形成第二错层。

5.根据权利要求4所述的叶片的制造方法，其特征在于，向所述第一模具内真空灌注树脂并加热固化，以使所述第一纤维布层、所述芯材和所述第二纤维布层形成所述钝尾缘，包括：

向所述第一模具内真空灌注树脂并加热固化后，所述第一纤维布层、所述芯材和所述第二纤维布层形成所述钝尾缘，搭接至所述第一法兰台上的所述第一纤维布层和所述第二纤维布层形成位于所述钝尾缘端部的吊耳。

6.根据权利要求5所述的叶片的制造方法，其特征在于，在第二模具上铺设第一结构层，包括：

在所述第二模具上铺设外蒙皮层；

在所述外蒙皮层对应叶片的后缘拐角处铺设第三纤维布层和第四纤维布层。

7.根据权利要求6所述的叶片的制造方法，其特征在于，在所述第二模具上铺设外蒙皮层，包括：

将所述外蒙皮层的两端分别搭接于所述第二模具的上表面凸出设置的第二法兰台；和/或

在所述外蒙皮层对应叶片的后缘拐角处铺设第三纤维布层和第四纤维布层，包括：

将所述第三纤维布层在靠近所述第二模具对应叶片的后缘立面的一端预留形成第三错层，另一端搭接至所述第二模具的上表面凸出设置的第二法兰台；

将所述第四纤维布层在靠近所述后缘立面的一端预留形成第四错层，另一端搭接至所述第二法兰台。

8.根据权利要求7所述的叶片的制造方法，其特征在于，将所述钝尾缘放于所述第二模具中，包括：

将所述吊耳套设于所述第二法兰台，以将所述钝尾缘固定于所述第二模具中对应所述后缘立面的位置。

9.根据权利要求7所述的叶片的制造方法，其特征在于，将所述钝尾缘与所述第一结构层部分搭接，包括：

将所述第一错层与所述第三错层上下配合搭接，将所述第二错层与所述第四错层上下配合搭接。

10.根据权利要求6所述的叶片的制造方法，其特征在于，在所述钝尾缘和所述第一结构层的上表面铺设第二结构层以形成第一壳体，包括：

在所述钝尾缘和所述第四纤维布层的上表面铺设第五纤维布层，

向所述第二模具内真空灌注树脂并加热固化，以使所述第三纤维布层、第四纤维布层、第五纤维布层和所述钝尾缘形成第一壳体。

11.根据权利要求1所述的叶片的制造方法，其特征在于，在第三模具上制作形成第二壳体，包括：

在第三模具上铺设第三结构层；

对第三模具内部真空灌注树脂并加热固化，以形成第二壳体。

12.根据权利要求10所述的叶片的制造方法，其特征在于，还包括：将所述第三模具翻转，控制所述第二模具和所述第三模具上下合模，将所述第一壳体和所述第二壳体粘接以获得所述叶片。

13.一种叶片，其特征在于，所述叶片使用如权利要求1-12任一项所述的叶片的制造方法制成。