(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.07.16
C N 103921457
A (21)申请号 201410173248.8
(22)申请日 2014.04.28
B29C 70/52(2006.01)
微生物添加剂B29C 70/34(2006.01)
B29C 70/44(2006.01)B29C 70/06(2006.01)B29C 70/54(2006.01)
(71)申请人连云港中复连众复合材料集团有限
公司
地址222006 江苏省连云港市海连东路195
无铬达克罗号
(72)发明人黄辉秀 武莉萍 于永峰 刘卫生
任根
(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限
公司 32200
代理人
杨海军
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种采用拉挤工艺制造的单向
片材制造风机叶片主梁或辅梁的方法，该方法包
括：单向纤维的片材的拉挤制备，将拉挤单向纤
无油烟锅
维片材铺设在叶片大梁或辅梁模具上，在相邻两层片材中间放入低面密度的玻璃织物，在大梁或
辅梁模具上铺设导流系统，真空灌注树脂，加热固
化树脂、成型制得。本发明整个工艺设计合理，可
操作性强，可满足用于生产不同长度和载荷要求
的风力发电叶片。尤其是本发明采用拉挤工艺制DNA变性与杂交
备得到的铺设片材铺设主梁或辅梁：可有效提高
材料的拉伸强度和弹性模量，大大提高叶片的牢
固程度和使用寿命，叶片不易变形，并可减少叶片
材料使用量，节约材料成本。并且本发明工艺可克
服传统工艺单向布铺设易出现褶皱，气泡等质量
问题。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图1页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图1页(10)申请公布号CN 103921457 A
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1.一种采用拉挤工艺制造的单向片材制造风机叶片主梁或辅梁的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（a ）拉挤出单向纤维的片材；
具体方法为：
准备好拉挤设备、模具、加热系统；
将纤维通过除湿系统进行脱水处理，得到干燥过的纤维，备用；
将脱水干燥处理后的纤维牵引通过恒温胶槽浸润胶液；然后将浸润过胶液的纤维牵引穿过矩形拉挤模具空腔，然后进入加热固化模具，得到矩形截面片材；
（b ）修整处理片材表面；
（c ）取步骤（b ）制得的拉挤片材，定长切断，按照一定的顺序铺设在叶片大梁或辅梁模具上；具体方法为：
将模具(1)清理干净；
在模具(1)表面铺设导流网(2)；
在模具(1)表面导流网(2)上铺设脱模布(3)，然后再铺设片材(4)，且相邻层铺设不同宽度的片材(4)，以将相邻层内的接缝错开；
按照设计要求，在相邻两层片材(4)中间放入一层低面密度的玻璃织物；
如此循环完成铺设；
（d ）在大梁或辅梁模具上铺设导流系统，使用真空灌注方法生产大梁或辅梁，使得所有的片材形成一个大的整体，具体方法为：
在步骤（c ）铺设完成的大梁或辅梁上依次铺设脱模布(3)、导气管(5)、带孔薄膜(6)、VAP 薄膜(8)、吸胶毯(9)、导流网（2）和导流槽（10），然后在整个大梁或辅梁模具上铺设真空薄膜(11)，真空薄膜(11)边缘用密封胶条(12)密封；
然后抽真空后，向导流系统内注入树脂，使树脂浸满片材；
树脂注射完毕后，用螺旋管(13)在吸胶毯(9)上滚压，使吸胶毯吸掉多余的树脂；加热固化树脂、成型;
脱模、修整。
2.根据权利要求1所述的采用拉挤工艺制造的单向片材制造风机叶片主梁或辅梁的方法，其特征在于，步骤（c ）所述的低面密度的玻璃织物的纬度方向为玻璃纤维，或者织物含有±45°方向的玻璃纤维。
3.根据权利要求1所述的采用拉挤工艺制造的单向片材制造风机叶片主梁或辅梁的方法，其特征在于，步骤（a ）中的纤维为玻璃纤维、碳纤维或者玻璃纤维和碳纤维混杂纤维。权 利 要 求 书CN 103921457 A
一种采用拉挤工艺制造的单向片材制造风机叶片主梁或辅
梁的方法
技术领域
[0001] 本发明专利涉及一种风机叶片主梁的制备方法，具体涉及一种通过玻璃钢拉挤成型工艺制造片材，采用片材来制造叶片主、辅梁用的方法。
背景技术
[0002] 中国风电行业从2005年开始，经过9年的快速发展，风力发电机组产品得到了快速丰富，机型已经有几十种。其覆盖的风场从超一类到弱四类。
[0003] 连云港中复连众复合材料集团有限公司研发生产的风力发电机组上的风轮叶片。长度由31米延伸到了75米。随着叶片长度的增长，载荷的增大，玻纤材料从普通纤维用到了高模量纤维，再到碳纤维。当叶片在一定额定风电机组功率下不断的增长，叶片的变形与根部连接的可靠性对机组的运行产生了关键影响。
[0004] 叶片受载变形：主要是要避免变形后的叶片尖部撞击风电机组的塔筒。现在业内的一般处理方
法是使用高模量的纤维，或者碳纤维来减少叶片的变形使得净空（叶片尖部距离塔筒的空间）增大，而且降低叶片总重。
[0005] 但是碳纤维的价格居高不下，作为风电机组的部件生产商很难消化此成本。而且碳纤维叶片的生产难度非常高，质量控制非常难把握。另外一方面，高模量纤维的价格比起碳纤维的价格是低了不少，但是其价格现在有不断上升的趋势，相比碳纤维材料，对于降低叶片重量的贡献还是有限。综合考虑，高模量纤维的使用也受到了一定的限制。
[0006] 并且现在采用的真空灌注成型工艺和预浸料成型工艺制备风机叶片大梁或辅梁，很难控制碳纤维的皱褶和层间的气泡，影响着风机叶片的质量。
发明内容
[0007] 发明目的：本发明的目的，是为了克服现有技术制备风机叶片大梁或辅梁，存在的叶片重量大，成本高，质量控制难，易出现皱褶和层间的气泡等质量问题，提供一种工艺设计合理，可操作性强，成本低，质量易控制的叶片主、辅梁制备方法。采用本发明提供的方法制备得到的风机叶片主、辅梁，重量轻，质量优，不会出现皱褶和层间气泡等问题。[0008] 技术方案：为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：（a）拉挤出单向纤维的片材；
具体方法为：
准备好拉挤设备、模具、加热系统；
将纤维通过除湿系统进行脱水处理，得到干燥过的纤维，备用；
将脱水干燥处理后的纤维牵引通过恒温胶槽浸润胶液；然后将浸润过胶液的纤维牵引穿过矩形拉挤模具空腔，然后进入加热固化模具，得到矩形截面片材；
（b）修整处理片材表面；
（c）取步骤（b）制得的拉挤片材，定长切断，按照一定的顺序铺设在叶片大梁或辅梁模
具上；具体方法为：
将模具清理干净；
在模具表面铺设导流网；
在模具表面导流网上铺设脱模布，然后再铺设片材，且相邻层铺设不同宽度的片材，以
（由于叶片的大梁或辅梁不止一层，且总宽度为若干块片材，因此将相邻层内的接缝错开；
在制备时，将相邻层片材的接缝处错开，有利于增加牢固程度，防止断裂）
按照设计要求，在相邻两层片材中间放入一层低面密度的玻璃织物；
如此循环完成铺设；
（d）在大梁或辅梁模具上铺设导流系统，使用真空灌注方法生产大梁或辅梁，使得所有的片材形成一个大的整体，具体方法为：
在步骤（c）铺设完成的大梁或辅梁上依次铺设脱模布、导气管、带孔薄膜、VAP薄膜、吸胶毯、导流网和导流槽，然后在整个大梁或辅梁模具上铺设真空薄膜，真空薄膜边缘用密封胶条密封；
然后抽真空后，向导流系统内注入树脂，使树脂浸满片材；
树脂注射完毕后，用螺旋管在吸胶毯上滚压，使吸胶毯吸掉多余的树脂；虚拟影像重建技术
加热固化树脂、成型;
水喷嘴脱模、修整。
[0009] 作为优选方案，以上所述的采用拉挤工艺制造的单向片材制造风机叶片主梁的方法，步骤（c）所述的低面密度的玻璃织物的纬度方向为玻璃纤维，或者低面密度的玻璃织物含有±45°方向的玻璃纤维。
[0010] 本发明通过大量实验研究，在相邻两层片材中间设置一层低面密度的玻璃织物，这样可大大提高片材间的粘接性能和树脂流动性能，从而可以使树脂充分浸满整个片材之间，提高片材之间的粘结性能，提高强度，并且树脂能够充分填充满片材之间，从而不会出现层间的气泡等问题。并且本发明采用优选拉挤工艺制备得到的无碱玻璃纤维片材，具有降低叶片产品成本和降低叶片重量的双重优点，另外采用拉挤工艺制备得到碳纤维片材，可以避免现有技术出现的褶皱等质量问题，并且具有优异的拉伸强度和弹性模量，可大大提高叶片的牢固程度和使用寿命，并且可从可减少叶片材料使用量，叶片不易变形。[0011] 作为优选方案，以上所述的采用拉挤工艺制造的单向片材制造风机叶片主梁或辅梁的方法，步骤（a）中的纤维为玻璃纤维、碳纤维或者玻璃纤维和碳纤维混杂纤维。[0012] 作为另一技术方案，本发明步骤c中，在两层单向纤维板材之间放入对应纤维的预浸料（如碳纤维拉挤片材就对应碳纤维预浸料），通过加热使得预浸料内的树脂熔化，从而将相邻两层片材粘结起来，最后将所有的片材形成一个大的整体。采用该技术方案不需要真空灌注树脂的工艺，操作更加方便。
[0013] 有益效果：本发明和现有技术相比具有以下优点：
本发明整个工艺设计合理，可操作性强，可满足用于生产不同长度和载荷要求的风力发电叶片。本发明提供的叶片主、辅梁的制备方法，其中叶片的主、辅梁采用拉挤铺设片材：可有效提高材料的拉伸强度和弹性模量，大大提高叶片的牢固程度和使用寿命，叶片不易变形，从而可减少叶片材料使用量，节约材料成本，可克服现有技术通过增加材料用量来防止变形的缺点。并且，本发明工艺可克服
传统工艺单向布铺设易出现褶皱，气泡等质量问题。
附图说明
[0014] 图1为本发明采用单向片材制造风机叶片主梁或辅梁过程的结构示意图。[0015] 图2为本发明制备过程中拉挤片材铺设的结构示意图。
具体实施方式
[0016] 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0017] 如图1所示：
一种采用拉挤工艺制造的单向片材制造风机叶片主梁或辅梁的方法，其包括以下步骤：
（a）拉挤出单向纤维的片材；
具体方法为：
准备好拉挤设备、模具、加热系统；
将纤维通过除湿系统进行脱水处理，得到干燥过的纤维，备用；
将脱水干燥处理后的纤维牵引通过恒温胶槽浸润胶液；然后将浸润过胶液的纤维牵引穿过矩形拉挤模具空腔，然后进入加热固化模具，得到矩形截面片材；
（b）修整处理片材表面，去掉其表面的脱模剂等；
（c）取步骤（b）制得的拉挤片材，定长切断，按照一定的顺序摆放在叶片大梁或辅梁模具上；具体方法为：
将模具(1)清理干净；
在模具(1)表面铺设导流网(2)；
在模具(1)表面导流网(2)上铺设脱模布(3)，然后再铺设片材(4)，且相邻层铺设不同宽度的片材(4)，以将相邻层内的接缝错开，如图2所示；
按照设计要求，在相邻两层片材(4)中间放入一层低面密度的玻璃织物；
如此循环完成铺设；
（d）在大梁或辅梁模具上铺设导流系统，使用真空灌注方法生产大梁或辅梁，使得所有的片材形成一个大的整体，具体方法为：
如图1所示，在步骤（c）铺设完成的大梁或辅梁上依次铺设脱模布(3)、导气管(5)、带孔薄膜(6)、VAP薄膜(8)、吸胶毯(9)、导流网（2）和导流槽（10），然后在整个大梁或辅梁模具上铺设真空薄膜(11)，真空薄膜(11)边缘用密封胶条(12)密封；
然后抽真空后，向导流系统内注入树脂，使树脂浸满片材；
树脂注射完毕后，用螺旋管(13)在吸胶毯(9)上滚压，使吸胶毯吸掉多余的树脂；
加热固化树脂、成型;
脱模、修整。
[0018] 以上所述的采用拉挤工艺制造的单向片材制造风机叶片主梁或辅梁的方法，步骤（c）所述的低面密度的玻璃织物的的纬度方向为玻璃纤维，或者织物含有±45°方向的玻璃纤维。
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