專利名稱：兆瓦級復合材料風電葉片真空導入成型工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種復合材料風電葉片的成型工藝，特別是一種兆瓦級復合材料風電 葉片真空導入成型工藝。
背景技術：
葉片是風力發(fā)電機組有效捕獲風能的關鍵部件。在風力發(fā)電的初期階段，由于發(fā) 電機的功率較小，需要的復合材料葉片尺寸也比較小，葉片質量分布的均勻性對發(fā)電 機和塔座的影響不是十分明顯，因此最初的小型復合材料葉片制造基本采用最簡單、 最原始的，不需要昂貴的工裝設備的手糊成型工藝。但是手糊成型工程中的苯乙烯揮 發(fā)會給大氣環(huán)境造成污染，對操作人員本身也會引起危害。
隨著風力發(fā)電機功率的不斷提高，復合材料葉片越做越大，為保證發(fā)電機運行平 穩(wěn)和塔座安全，不僅要求葉片的質量輕，而且要求葉片質量分布均勻；同時，考慮到 苯乙烯對環(huán)境和操作人員本身的影響，葉片制造工藝逐漸由手糊工藝轉為了濕法鋪放 工藝。這種工藝使得增強材料的現(xiàn)場浸漬向預先浸漬轉變，樹脂基體也由不飽和聚酯 轉為了環(huán)氧樹脂，這大幅度降低了成型過程中苯乙烯的揮發(fā)，不僅樹脂含量容易精確 控制，保證了復合材料葉片的質量分布均勻性。但是這種工藝效率低，質量穩(wěn)定性較 差，而且需要預浸機等專用設備，成本較高。
發(fā)明內容
為了克服上述現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種不需專用復雜設備， 效率高，質量穩(wěn)定性好且適用于兆瓦級復合材料風電葉片的真空導入成型工藝。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案 一種兆瓦級復合材料風電葉片 真空導入成型工藝，它包括在該葉片模具的上模模腔及下模模腔內分別鋪覆增強材料 層步驟和固化脫膜至產品成型步驟，該上模模腔與下模模腔對接的相對面為分模面； 其特點為在所述鋪覆增強材料層步驟至固化脫膜步驟之間，還具有如下步驟
1) 在所述的增強材料層表面布設灌注系統(tǒng)；該灌注系統(tǒng)包括有滲透層、若干條流 道和與流道相通的注膠口；其中，滲透層為至少l層具有高滲透功能的導流網；若干 條流道鋪放在該導流網上；
2) 在步驟1)布設的灌注系統(tǒng)外表面密封包覆有至少1層真空袋薄膜，所述真空 袋薄膜的邊緣與所述分模面相接處貼有密封膠條，將真空袋薄膜邊緣與所述分模面緊 密粘接，使第一層真空袋薄膜與模具之間的模腔構成一可抽真空的密封空間；再將所 述注膠口處的真空袋薄膜刺穿，露出該注膠口在外，與裝有閥門的注膠管相接；所述分模面與所述真空袋薄膜邊緣相接處開設有至少1圈疏密不均的真空口；
3) 步驟2)所述的真空口通過與其連接的真空管和外設的真空泵相接，啟動真空 泵將步驟2)所述的密封空間內抽成真空狀，當真空度達到-0.090Mpa -0. 1Mpa后關 閉真空泵，保壓15rain，其間真空度允許下降值少于50mbar;
4) 再次開啟步驟3)的真空泵，所述密封空間在負壓的作用下，膠液混合物通過 所述注膠管注入并充滿所述流道后流至所述灌注系統(tǒng)的各個部位，并逐漸浸漬所述增 強材料層，直至完全浸透后，停止注膠。
上述步驟1)所述若干條流道按其在模腔內的位置分設為縱向流道、側邊流道與 環(huán)線流道；其中，沿所述葉片模具的葉根部至葉尖部的縱向中心線鋪放有l(wèi)條縱向流 道，在葉根部至葉中部之間的縱向流道兩側分別鋪放至少1條與所述縱向流道平行的 側邊流道；在葉根部內距該葉根端部0. 3-2. 5m處沿環(huán)線平行鋪放有1-3條長度小于該 葉根部兩側分模面之間弧線距離的環(huán)線流道；所述縱向流道、側邊流道與環(huán)線流道均 由密封膠條固定于所述導流網上；所述注膠口在所述葉根部的流道上開設2-6個，在 葉中部至葉尖部的流道上開設1-3個。
上述的流道按材質分為2種， 一種為PVC粗管，截面為三角形；另一種為尼龍螺 旋細管，內徑為10mm;所述縱向流道與所述側邊流道均為所述的PVC粗管；所述環(huán)線 流道為所述PVC粗管或所述尼龍螺旋細管中的任一種，或由所述PVC粗管與所述尼龍 螺旋細管組合鋪放；所述注膠口為三通與格林頭的組合，所述注膠管為PVC鋼絲管。
為了便于產品脫膜，在上述步驟1)所述的導流網與所述增強材料層之間由下至 上依次鋪放有脫模布和多孔膜；其中，脫模布選用表面活性小、抗粘性強的四氟乙烯 或尼龍材料；多孔膜選用帶孔的聚烯烴樹脂塑料薄膜，孔徑為1. lmm;導流網選用具 有高滲透特性的網狀材料，鋪放l-2層；所述的環(huán)線流道與所述縱向流道和側邊流道 的相匯點均由十字型的三通連接件連通。
步驟2)所述的真空袋薄膜包覆l層時，構成單真空系統(tǒng)；為了保證真空系統(tǒng)的
通暢性和均勻性，還可以在分模面與該層真空袋薄膜邊緣相接面之間且沿該分模面上
的真空口處鋪放一圈導氣氈，該導氣氈的寬度以剛好覆蓋住一圈真空口為宜；
為了保證整個真空系統(tǒng)的氣密性，本發(fā)明還可以在步驟2)所述的真空袋薄膜成 型時采用雙真空系統(tǒng)，即在灌注系統(tǒng)外表面包覆2層真空袋薄膜，其中，第l層真空 袋薄膜的邊緣與所述分模面的內側密封粘接；第2層真空袋薄膜的邊緣與所述分模面 的外側密封粘接；在第1層真空袋薄膜外露出的裝有閥門的注膠管外端由第2層真空 袋薄膜邊緣處伸出在外；與該真空袋薄膜邊緣相接的注膠管處纏有一圈密封膠條，該 注膠管通過密封膠條與該真空袋薄膜邊緣和分模面密封粘接在一起，第1層真空袋薄 膜與第2層真空袋薄膜之間構成第二個可抽真空的密封空間；相對于雙真空系統(tǒng)，在 分模面上沿其內、外圈開設有2圈真空口，其中，內圈真空口開設于該分模面內側，外圈真空口開設于該分模面外側；
為了保證真空系統(tǒng)的通暢性和均勻性，還可以在第1層真空袋薄膜的邊緣與上述 內圈真空口相接面之間夾設內圈導氣氈；在第2層真空袋薄膜的邊緣與上述外圈真空 口相接面之間夾設外圈導氣氈；2圈導氣氈分別將所述的內圈真空口與外圈真空口嚴 密覆蓋，導氣氈的寬度以剛好覆蓋住所對應圈的真空口為宜；
上述分模面的寬度可在10-30cm范圍內設置；真空袋薄膜的邊緣與分模面密封粘 接處均采用密封膠條，所用的密封膠條為軟性固態(tài)條狀粘性物。
步驟3)的密封空間抽真空后，該密封空間內的負壓均勻作用于所述的增強材料 層上，將增強材料層壓實；在上述的真空管下端連接有無縫鋼管，真空口通過真空管 及無縫鋼管與外設的真空泵連接。真空口開設的疏密與葉片形狀和充膠量有關，通常 是在葉根部的真空口開設的密，葉尖部開設的疏；上述的真空管采用PVC鋼絲管。
步驟4)所述的膠液混合物充模步驟為
a) 取80%的環(huán)氧樹脂與20%的胺固化劑混合均勻配制成膠液混合物裝入容器內；
b) 將步驟2)中帶有閥門的注膠管置入裝有膠液混合物的容器內，打開注膠管上 的閥門，膠液混合物在大氣壓的作用下被導入內為負壓的密封空間內；
c) 當所述膠液混合物由步驟3)所述的真空口溢出時，確定該膠液混合物已完全 浸漬所述的增強材料層；然后關閉注膠管上的閥門，充模結束。
為了使充模時注入至密封空間內的膠液混合物的流動速度加快，在步驟b)注入 膠液混合物之前，還可將所用的模具加熱，加熱后的模具溫度為30-4(TC。
本發(fā)明所用的增強材料層由依次鋪設的玻璃纖維織物、輕木、PVC泡沫板和預先 成型的加筋梁、瓦構成；所用的注膠口為三通與格林頭的組合；所用的注膠管為PVC 鋼絲管；所用的導氣氈為面密度小，多孔的短切纖維織物材料；
本發(fā)明最后程序為固化脫模及產品成型步驟，其中，固化步驟分為二步先設固 化溫度為5(TC，預固化4h后，再加熱至70。C，固化6h;固化成型后的產品自然冷卻 至室溫后，撕去所述脫模布、多孔膜、導流網、真空袋薄膜、流道與裝有注膠管的注 膠口，成型為所述兆瓦級復合材料風電葉片產品。
本發(fā)明采用如上技術方案，其有益效果如下1)本發(fā)明采用真空導入工藝向鋪設
于模具上的增強材料進行膠液灌注，在溫度為3(TC的環(huán)境下通過灌注方式，僅需1.5 小時即可完成充模，極大地提高了大型葉片成型效率；克服了現(xiàn)有的預浸漬技術成型 葉片工藝復雜、效率低的缺陷。2)整個過程中只需要真空泵即可完成，不需要專用大 型復雜設備，有效降低了生產成本。3)在對葉片的結構和功能充分考慮的基礎上，對
導流網、流道、注膠口以及真空系統(tǒng)布置等真空導入技術的關鍵點在該葉片模具的不 同位置進行了科學合理的設置，使成型出來的葉片各處質量分布均勻，質量穩(wěn)定性好，工藝重復性好，降低了大型葉片成型時缺陷產生的可能性，產品性能高。4)由于這種 工藝屬于閉模成型，有害性氣體揮發(fā)少，對環(huán)境污染和人體的危害也較之手糊工藝和 濕法鋪放工藝小，既能減少環(huán)境污染同吋又對操作人員的健康提供了有效保障。
圖l為本發(fā)明真空導入成型工藝流程圖
圖2為采用本發(fā)明工藝成型的兆瓦級復合材料風電葉片模具內腔系統(tǒng)示意圖 圖3為圖2葉根部I區(qū)鋪放導流管及注膠口的局部結構示意圖 圖4為采用雙真空系統(tǒng)時該風電葉片設置真空口位置的局部放大示意圖 圖5為葉中部II區(qū)至葉尖部III區(qū)縱向流道及注膠口設置的局部放大示意圖
具體實施例方式
如圖1、圖2所示，本發(fā)明真空導入成型工藝是由一個包括有葉根部I區(qū)、葉中
部n區(qū)及葉尖部ni區(qū)的風電葉片模具實現(xiàn)的，其中葉根部i區(qū)指模具縱向長度的o至
7%處，葉中部II區(qū)指模具縱向長度的7% 85%處，再往后為葉尖部ni區(qū)。該模具由上
模與下模組成，該上模與下模的相對面為模具的分模面A，主要的成型工藝流程如下
1) 在模腔內分別鋪覆增強材料層；
2) 布設灌注系統(tǒng)；
3) 設置真空系統(tǒng)；
4) 抽真空，檢査氣密性；
5) 充模，(膠液灌注)；
6) 固化脫模、產品成型。
其中，步驟1)的模腔是指該葉片成型所用模具的上模與下模的模腔，其中的增 強材料層由依次鋪放在經過常規(guī)工藝處理的模腔內的玻璃纖維織物11、輕木12、 PVC 泡沫板13以及預先成型好的加筋梁和瓦14組成。
具體鋪放順序為先鋪放3-10層的玻璃纖維織物，最佳鋪放6層；然后在玻璃纖 維織物上面按照常規(guī)方式鋪放輕木、PVC泡沫板以及加筋梁和瓦，之后在上面再鋪放 3-20層的玻璃纖維織物，最佳鋪放8層。
步驟2):在步驟l)的增強材料層表面布設灌注系統(tǒng)；具體操作為
先在增強材料表面依次鋪放脫模布21、多孔膜22與導流網23;脫模布21與多孔
膜22鋪放的作用是為了使固化后的產品能更好的脫膜；對于規(guī)格小的葉片產品，也可
以不放脫模布21與多孔膜22;
脫模布21可選用四氟乙烯或尼龍等表面活性較小的材料，抗粘性強，可提高脫模 后產品表面的粗糙度，所以也可選擇在需要進行下一步粘接工序的區(qū)域鋪放脫模布 21;
多孔膜22為一種帶孔的聚烯烴樹脂塑料薄膜，孔徑為l. lmm，對膠液混合物具有過濾滲透作用；
導流網23為具有高滲透特性的網狀材料，如高密度聚乙烯材料編制的立體網狀結 構?？筛鶕怀尚椭破返乃枇魉龠x擇不同平方克重的導流網；為了更好的起到引流 作用，在葉根部I區(qū)及葉中部II區(qū)等鋪層較厚的地方可鋪覆兩層導流網23。 .然后，在導流網23上鋪設流道24和注膠口 25;
流道24鋪放有若干條，流道24按其在模腔內的位置分設為縱向流道241、環(huán)線 流道242與側邊流道243;其中，縱向流道241設置有1條，該縱向流道241貫穿該 葉片模具的葉根部I區(qū)至葉尖部m區(qū)的縱向中心線鋪放，縱向流道241的起始位置可 以從該模具的葉根部靠近端部處開始，也可以從葉根部I的任意位置開始，或者從葉 中部分某一位置開始。
在葉根部I區(qū)至葉尖部m區(qū)之間的縱向流道241兩側分別鋪放至少1條與縱向流 道241平行的側邊流道243，該側邊流道243的終點受模具實際尺寸大小的限制，其 位置依據該側邊流道243離開中心線的距離遠近不同而不同；本發(fā)明最佳實施方案是 在縱向流道241的兩側各放置1條側邊流道243，起始位置從葉中端部開始。
在葉根部I區(qū)內距該葉根端部0.3-2.5ni處沿環(huán)線平行鋪放有1-3條環(huán)線流道 242;環(huán)線流道242的長度小于該葉根部I區(qū)兩側分模面A之間的弧線距離；
縱向流道241、側邊流道243與環(huán)線流道242均由密封膠條固定于導流網23上， 它們的起始位置要根據模具鋪層薄厚的不同進行調整。
為了更好的保證膠液混合物的流通，位于葉根部I區(qū)的環(huán)線流道242與縱向流道 241以及側邊流道243的相交處釆用十字形的三通連接件連通，該三通連接件為銅質 材料，為市售產品。
上述的流道按材質分為2種， 一種為PVC粗管，截面為三角形；另一種為尼龍螺 旋細管，內徑為10mm;其中，縱向流道241與側邊流道243均采用PVC粗管；考慮到 越往葉尖方向鋪層越少，需用的膠液也越少，在葉尖部III用細的尼龍螺旋細管來代替 粗的PVC管可控制膠液的流速，降低膠液的用量。位于葉根區(qū)域的環(huán)線流道242可以 選用PVC粗管或尼龍螺旋細管中的任一種，也可以選擇PVC粗管與尼龍螺旋細管的組 合使用。
注膠口25設置有若干個，開設的位置受下述因素影響 一是要保證每根流道24 都有注膠口25與之相通(包括直接相通或間接相通)，這樣在充模開始時膠液才能迅 速充滿所有流道；二是充模的時間要短，提高效率；三是要經濟，成本低。葉根部I 區(qū)鋪層較厚，所以可考慮在此區(qū)域多開設幾個注膠口，如2 6個；葉中部II區(qū)至葉尖 部ni區(qū)鋪層較薄，可考慮少開設幾個注膠口如1 3個。注膠口 25為三通與格林頭的 組合件，格林頭為銅質材料，屬市售產品；
與每個注膠口 25相接的注膠管采用PVC鋼絲管，鄰近該注膠管的外端處裝有一閥門；充模時把注膠管的外端伸入裝有膠液混合物的容器中，實際使用中通常采用塑料 桶即可，注膠管上的閥門為銅質的球形閥門，用來控制充模開始與結束以及膠液混合 物的充模速度。
步驟3):在步驟2)灌注系統(tǒng)外表面設置真空系統(tǒng)；這也是本發(fā)明真空導入工藝 中最關鍵的一步；真空系統(tǒng)可設成單真空系統(tǒng)，也可根據需要設置成雙真空系統(tǒng)，其 中，分模面的寬度可設在10-30cm范圍內。
單真空系統(tǒng)的設置即在上述灌注系統(tǒng)外表面包覆1層真空袋薄膜32,該真空袋 薄膜32的邊緣與分模面A相接處貼有密封膠條；其中，分模面A的寬度設為10cm，其 上開有一圈疏密不均的真空口， 一般是在葉根區(qū)域開設的真空口密，葉中區(qū)域及葉尖 區(qū)域開設的真空口疏；分模面A上的密封膠條貼在真空口的外側，密封膠條將真空袋 薄膜32的邊緣與分模面A緊密粘接，使真空袋薄膜和被其包覆的模腔構成一個可抽真 空的密封空間；
為了保證該單真空系統(tǒng)的通暢性、均勻性，在灌注系統(tǒng)外側，即在分模面A與真 空袋薄膜32相接面之間，沿著一圈真空口還可以鋪放一圈導氣氈31，該導氣氈的寬 度以剛好覆蓋住真空口為宜；最后將注膠口 25處的真空袋薄膜32刺穿，露出注膠口 25與外設的注膠管連接，該注膠管鄰近外端處設有閥門。
單真空系統(tǒng)的每個真空口下面分別與真空管連接，所有的真空管下端并接于一無 縫鋼管上；多個真空管通過該無縫鋼管與真空泵連接以抽真空；在無縫鋼管上還裝有 一真空壓力表，用來檢查系統(tǒng)的真空度。
雙真空系統(tǒng)的設置，其目的是為了保證整個真空系統(tǒng)的氣密性。
采用雙真空系統(tǒng)，即在單真空系統(tǒng)的外表面再包覆1層真空袋薄膜32'，其中， 第1層真空袋薄膜32的邊緣與分模面A內側通過密封膠條密封粘接；第2層真空袋薄 膜32'的邊緣與分模面A外側通過密封膠條密封粘接，分模面A的寬度設為30cm;露 在第1層真空袋薄膜32之外的裝有閥門的注膠管外端由第2層真空袋薄膜32'邊緣 處伸出在外；與真空袋薄膜32'邊緣相接的注膠管處纏有一圈密封膠條，該處注膠管 通過密封膠條與該真空袋薄膜32'邊緣和分模面A外側密封粘接在一起，第l層真空 袋薄膜32與第2層真空袋薄膜32'之間構成第二個可抽真空的密封空間；相對于雙 真空系統(tǒng)，在分模面A上沿其內、外圈開設有2圈真空口，其中，內圈真空口8開設 于該分模面A的內側，外圈真空口 9開設于該分模面A的外側。
為了保證真空系統(tǒng)的通暢性和均勻性，還可以在第1層真空袋薄膜32的邊緣與上 述內圈真空口8相接面之間夾設一層內圈導氣氈；在第2層真空袋薄膜32'的邊緣與 上述外圈真空口 9相接面之間夾設一層外圈導氣氈；2圈導氣氈分別將內圈真空口 8 與外圈真空口 9嚴密覆蓋，導氣氈的寬度以剛好覆蓋住所對應圈的真空口為宜；
雙真空系統(tǒng)的每個真空口下面分別與真空管連接，2圈的真空管下端分別設有2根無縫鋼管，與內圈真空口 8分別連接的所有真空管外端均并接于第一根無縫鋼管上， 在該無縫鋼管上還裝有一真空壓力表，用來檢查系統(tǒng)的真空度；與外圈真空口9分別 連接的所有真空管外端均并接于第二根無縫鋼管上，所有的真空管分別通過2根無縫 鋼管與外設的真空泵連接用以對由2層真空袋薄膜構成的雙真空系統(tǒng)抽真空。
上述單、雙真空系統(tǒng)所用的真空袋薄膜32、 32'均可采用尼龍或聚乙烯材料，密 封性好，韌性好；所用的導氣氈31、 32'采用短切纖維織物材料，面密度小，多孔， 可以起到導氣作用；所用的密封膠條是一種軟性固態(tài)條狀粘性物，俗稱膩子條，通常 用硅橡膠或氯丁橡膠等粘性物。
步驟4):抽真空、檢査氣密性；啟動真空泵，將上述步驟中形成的單真空系統(tǒng)的 密封空間或雙真空系統(tǒng)的第一密封空間抽成負壓狀態(tài)，該負壓均勻作用于模腔中鋪設 的增強材料層上，使其密實；當單真空系統(tǒng)的密封空間內以及雙真空系統(tǒng)時第一可抽 真空的密封空間內的真空度達到-0.090Mpa -0. 1Mpa后，關閉真空泵，保壓15min， 在此期間真空度下降值不得超過50mbar，為氣密性合格；只有在前述系統(tǒng)的密封性達 到一定標準后才能進行充模，否則系統(tǒng)氣密性不好，發(fā)生漏氣會嚴重影響充模的效果 和最終產品的質量。
步驟5):向步驟4)已抽成真空狀的模腔內充入膠液混合物，即打開注膠管上的 閥門，使膠液混合物在外界大氣壓力作用下通過注膠管注入并充滿流道后流至灌注系 統(tǒng)的各個部位并逐漸浸透所述的增強材料層；該工序是在上述步驟的密封空間氣密性 檢驗合格后，再次啟動真空泵，對密封空間內進行充模；具體操作為
a) 配制膠液混合物；取80%的環(huán)氧樹脂與20%的胺類固化劑混合均勻后裝入容器 內；環(huán)氧樹脂選用天津米德復合材料有限公司，型號為5535-TX的環(huán)氧樹脂；固化劑 選用該公司型號為5535-THT的胺類固化劑；
b) 利用在模具中設置的加熱層將本發(fā)明模腔內裝有增強材料層、鋪設有流道與真 空系統(tǒng)的模具加熱至30 4(TC;模具的加熱方式有循環(huán)水加熱、電加熱等；
c) 將上述步驟中留出的注膠管置入裝有膠液混合物的塑料桶內，打開注膠管上的 閥門，此時膠液在大氣壓力的作用下順著注膠管先進入注膠管口并迅速充滿整個流道， 此過程持續(xù)時間很短，只需3 5分鐘；
d) 當膠液混合物由第一密封空間的真空口溢出時，可確定該膠液混合物已完全浸 漬增強材料層；此時關閉注膠管上的閥門，完成充模；
上述模具加熱的目的是為了使充模所用的膠液混合物粘度降低，快速充滿整個模 腔，在葉片規(guī)格較小時，模具也可以不用加溫。
用本發(fā)明工藝成型的產品，其含膠量取決于真空度的值以及織物類型等因素，一 般在15% 35%之間。充模時間與制品的規(guī)格型號、膠液類型、環(huán)境溫度、模具溫度以 及模腔里的真空度等因素有關，同樣規(guī)格型號的產品采用同樣的膠液充模，在環(huán)境溫度及模腔內的真空度都相同時，模具溫度越高，充模時間就越短；模具溫度越低，充 模時間就越長；當然溫度也不能過高，否則膠液會很快發(fā)生反應，粘度迅速增大，完 成不了充模；充模時模具加熱的溫度依據所用膠液類型的不同而有所區(qū)別。本專利針 對所采用的膠液混合物，在充模開始時將模具升溫至3(TC 4(rC，塑料桶里膠液的溫 度隨環(huán)境溫度變化而變化一般在5t: 35'C，完成充模的時間為1 3h。
步驟6):固化脫模、產品成型；依據選用樹脂與固化劑的不同，固化時所采用的
加熱溫度和時間也不同。本專利針對所采用的環(huán)氧樹脂與固化劑，在充模完成后，先
將模具加熱至5(TC預固化4h后，再加熱至70'C固化6h;然后冷卻脫模；即將成型產 品自然冷卻至室溫后，撕去脫模布、多孔膜、導流網23、真空袋薄膜、流道、注膠口 及與其連接的裝有閥門的注膠管等輔助材料，完成整個真空導入成型工藝。
如圖3所示，為葉根部I區(qū)及葉中部局部結構示意圖，1條縱向流道241由葉根部I 區(qū)向葉尖部m區(qū)延伸的縱向中心線上鋪放，在該縱向流道241兩側分別各鋪放1條側邊 流道243;環(huán)線流道242設置有2條，沿該葉根部I區(qū)環(huán)線方向鋪放；注膠口25在葉根部 設有3個。
如圖4所示，為采用雙真空系統(tǒng)時分模面A上設置的真空口位置的局部示意圖，其 中，分模面A上設置有2圈疏密不均的真空口，位于內圈的真空口為內圈真空口8、位于 外圈的真空口為外圈真空口9;靠近葉根端部的真空口設置的密，靠近葉尖端部的真空 口設置的疏。
如圖5所示，為葉中部n區(qū)至葉尖部III區(qū)縱向流道241的變化，即在葉中部II區(qū) 縱向流道241采用PVC粗管；考慮到越往葉尖方向鋪層越少，需用的膠液也越少，在 葉尖部III用細的尼龍螺旋細管來代替粗的PVC管作縱向流道，可有效控制膠液的流速，
降低膠液的用量。葉中部n區(qū)的注膠口 25設有i個即可。
權利要求
1、一種兆瓦級復合材料風電葉片真空導入成型工藝，它包括在該葉片模具的上模模腔及下模模腔內分別鋪覆增強材料層步驟和固化脫膜至產品成型步驟，該上模模腔與下模模腔對接的相對面為分模面；其特征在于在所述鋪覆增強材料層步驟至固化脫膜步驟之間，還具有如下步驟1)在所述的增強材料層表面布設灌注系統(tǒng)；該灌注系統(tǒng)包括有滲透層、若干條流道和與流道相通的注膠口；其中，滲透層為至少1層具有高滲透功能的導流網；若干條流道鋪放在該導流網上；2)在步驟1)布設的灌注系統(tǒng)外表面密封包覆有至少1層真空袋薄膜，所述真空袋薄膜的邊緣與所述分模面相接處貼有密封膠條，將真空袋薄膜邊緣與所述分模面緊密粘接，第一層所述真空袋薄膜與被其包覆的模腔構成一可抽真空的密封空間；再將所述注膠口處的真空袋薄膜刺穿，露出該注膠口在外，與裝有閥門的注膠管相接；所述分模面上與所述真空袋薄膜邊緣相接處開設有至少1圈疏密不均的真空口；3)步驟2)所述的真空口通過與其連接的真空管和外設的真空泵相接，啟動真空泵將步驟2)所述的密封空間抽成真空狀，當真空度達到-0.090Mpa～-0.1Mpa后關閉真空泵，保壓15min，其間真空度允許下降值少于50mbar；4)再次開啟步驟3)的真空泵，所述密封空間在負壓的作用下，膠液混合物通過所述注膠管注入并充滿所述流道后流至所述灌注系統(tǒng)的各個部位，并逐漸浸漬所述增強材料層，直至完全浸透后，停止注膠。
2、 如權利要求l所述的成型工藝，其特征在于步驟l)所述若干條流道按其在 模腔內的位置分設為縱向流道、側邊流道與環(huán)線流道；其中，沿所述葉片模具的葉根 部至葉尖部的縱向中心線鋪放有1條縱向流道，在葉根部至葉中部之間的縱向流道兩 側分別鋪放至少1條與所述縱向流道平行的側邊流道；在葉根部內距該葉根端部 0. 3-2. 5m處沿環(huán)線平行鋪放有1-3條長度小于該葉根部兩側分模面之間弧線距離的環(huán) 線流道；所述縱向流道、側邊流道與環(huán)線流道均由密封膠條固定于所述導流網上；所 述注膠口在所述葉根部的流道上開設2-6個，在葉中部至葉尖部的流道上開設1-3個。
3、 如權利要求2所述的成型工藝，其特征在于所述流道按材質分為2種， 一種 為PVC粗管，截面為三角形；另一種為尼龍螺旋細管，內徑為10mm;所述縱向流道與 所述側邊流道均為所述PVC粗管；所述環(huán)線流道為所述PVC粗管或所述尼龍螺旋細管中的任一種，或由所述PVC粗管與所述尼龍螺旋細管組合鋪放；所述注膠口為三通與格林頭的組合，所述注膠管為PVC鋼絲管。
4、 如權利要求3所述的成型工藝，其特征在于步驟l)所述的導流網與所述增 強材料層之間由下至上依次鋪放有脫模布和多孔膜；所述脫模布為表面活性小、抗粘性強的四氟乙烯或尼龍材料；所述多孔膜為帶孔的聚烯烴樹脂塑料薄膜，孔徑為 1. lmm;所述導流網為具有高滲透特性的網狀材料，鋪放l-2層；所述環(huán)線流道與所述 縱向流道和所述側邊流道的相匯點均由十字型的三通連接件連通。
5、 根據權利要求4所述的成型工藝，其特征在于步驟2)所述的真空袋薄膜包 覆有1層；所述分模面與所述真空袋薄膜邊緣相接面之間且沿該分模面上的真空口處 鋪放有一圈導氣氈，該導氣氈嚴密覆蓋住一圈所述真空口；步驟3)所述的真空管為 PVC鋼絲管。
6、 根據權利要求4所述的成型工藝，其特征在于步驟2)所述的真空袋薄膜包 覆有2層；其中，第l層真空袋薄膜的邊緣與所述分模面的內側密封粘接；第2層真 空袋薄膜的邊緣與所述分模面的外側密封粘接；所述裝有閥門的注膠管一端由第2層 真空袋薄膜邊緣處伸出在外；與該真空袋薄膜邊緣相接處的注膠管上纏有一圈密封膠 條，該處注膠管與所述真空袋薄膜邊緣和所述分模面密封粘接在一起，所述的第1層 真空袋薄膜與第2層真空袋薄膜之間構成第二個可抽真空的密封空間；所述分模面上 沿內外圈開設有2圈真空口，其中，內圈真空口開設于所述分模面內側，外圈真空口 開設于所述分模面外側；第1層真空袋薄膜與所述內圈真空口相接處夾設有內圈導氣 氈；第2層真空袋薄膜與所述外圈真空口相接處夾設有外圈導氣氈；2圈導氣氈分別 將所述內圈真空口與所述外圈真空口嚴密覆蓋；步驟3)所述的真空管為PVC鋼絲管。
7、 根據權利要求5或6所述的成型工藝，其特征在于步驟4)所述膠液混合物 注入的充模步驟為a) 取80%的環(huán)氧樹脂與20%的胺固化劑混合均勻配制成膠液混合物裝入容器內；b) 將步驟2)中帶有閥門的注膠管置入裝有膠液混合物的容器內，打開注膠管上 的閥門，膠液混合物在大氣壓的作用下被導入內為負壓的密封空間內；c) 當所述膠液混合物由步驟3)所述的真空口溢出時，確定該膠液混合物已完全 浸漬所述的增強材料層；然后關閉注膠管上的閥門，充模結束。
8、 根據權利要求7所述的成型工藝，其特征在于步驟b)所述的膠液混合物導 入所述的密封空間前，將所述模具加熱，加熱后模具的溫度為30-4(TC。
9、 根據權利要求8所述的成型工藝，其特征在于所述增強材料層由依次鋪設的 玻璃纖維織物、輕木、PVC泡沫板和預先成型的加筋梁、瓦構成；所述注膠口為三通 與格林頭的組合；所述導氣氈為面密度小，多孔的短切纖維織物材料。
10、 根據權利要求9所述的成型工藝，其特征在于:所述固化步驟分為二步先 設固化溫度為50'C，預固化4h后，再加熱至7(TC，固化6h;固化成型后的產品自然 冷卻至室溫后，撕去所述脫模布、多孔膜、導流網、真空袋薄膜、流道與帶有注膠管 的注膠口，成型為所述兆瓦級復合材料風電葉片產品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種兆瓦級復合材料風電葉片真空導入成型工藝。它包括在該葉片模具的上模模腔及下模模腔內分別鋪覆增強材料層步驟及固化脫膜至產品成型步驟，其特點在于在上述步驟之間，還具有如下步驟1)在所述的增強材料層上表面布設灌注系統(tǒng)；2)在步驟1)鋪覆有流道的灌注系統(tǒng)外表面布設真空系統(tǒng)；3)抽真空口，檢查氣密性；4)充模(膠液灌注)，5)固化脫模、產品成型；本發(fā)明的真空導入工藝僅需1.5小時即可完成充模，提高了大型葉片的成型效率；不需專用設備，生產成本低；其成型產品的質量分布均勻，工藝重復性好，較之手糊工藝和濕法鋪放工藝，有害氣體揮發(fā)少，既能減少環(huán)境污染，又可保障操作人員的健康，益于推廣實施。
文檔編號B29C70/34GK101456256SQ20091007630
公開日2009年6月17日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權日2009年1月9日
發(fā)明者孟弋潔, 張亞濤, 李業(yè)書, 李新華, 李曉玲, 欣 王, 薛亞鵬, 陳智剛, 陽 高, 高克強 申請人:中材科技風電葉片股份有限公司