專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機葉片的熱流道碳纖維直接成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機葉片的熱流道碳纖維直接成型工藝，屬于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著世界能源危機的日益嚴(yán)重，以及公眾對于改善生態(tài)環(huán)境要求的呼聲曰益高漲，風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源日益受到各國政府的重視。目前，
全世界約有50個國家頒布了支持可再生能源發(fā)展的相關(guān)法律法規(guī)，對風(fēng)電發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用，風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)正逐步發(fā)展成為初具規(guī)模的新興產(chǎn)業(yè)。
風(fēng)力發(fā)電機是由葉片、傳動系統(tǒng)、發(fā)電機、儲能設(shè)備、塔架及電器系統(tǒng)等組成的發(fā)電裝置。葉片是風(fēng)力發(fā)電機中最基礎(chǔ)和最關(guān)鍵的部件，其良好的設(shè)計、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證風(fēng)力發(fā)電機組正常穩(wěn)定運行的決定性因素。惡劣的環(huán)境和長期不停地運轉(zhuǎn)，對葉片的要求有(1)比重輕且具有最佳的抗疲勞強度和機械性能，能經(jīng)受暴風(fēng)等極端惡劣條件和隨機負荷的考驗；(2)葉片的彈性、旋轉(zhuǎn)時的慣性及其振動頻率特性曲線都正常，傳遞給整個發(fā)電系統(tǒng)的負荷穩(wěn)定性好；(3)耐腐蝕、紫外線照射和雷擊的性能好；(4)發(fā)電成本較低，維護費用最低。
葉片的翼型設(shè)計、結(jié)構(gòu)形式，直接影響風(fēng)力發(fā)電機的性能和功率，是風(fēng)力發(fā)電機設(shè)計過程中的關(guān)鍵。由于風(fēng)機葉片的尺寸大、外形復(fù)雜，并且要求精度高、表面粗糙度低、強度和剛度高、質(zhì)量分布均勻性好等，使得葉片成型技術(shù)成為制約風(fēng)力發(fā)電大力發(fā)展的瓶頸。
隨著風(fēng)力發(fā)電機功率的不斷提高，安裝發(fā)電機的塔座和捕捉風(fēng)能的復(fù)合材料葉片做得越來越大。為了保證發(fā)電機運行平穩(wěn)和塔座安全，不僅要求葉片的質(zhì)量輕，還要求葉片的質(zhì)量分布必須均勻、外形尺寸精度控制準(zhǔn)確、長期使用性能可靠。若要滿足上述要求，需要有相應(yīng)的成型工藝來保證。
傳統(tǒng)復(fù)合材料風(fēng)機葉片多采用手糊工藝制造。手糊工藝生產(chǎn)風(fēng)機葉片的主要缺點是(l)生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量均勻性不好、產(chǎn)品的動靜平衡保證性差，廢品率較高，特別是對高性能的復(fù)雜氣動外型和夾芯結(jié)構(gòu)葉片，還往往需要粘接等二次加工，生產(chǎn)工藝更加復(fù)雜和困難；(2)由于手糊過程中含膠量不均勻、纖維/樹脂浸潤不良及固化不完全等，常會引起風(fēng)機葉片在使用中出現(xiàn)裂紋、斷裂和變形等問題。因此，目前國外的高質(zhì)量復(fù)合材料風(fēng)機葉
片往往采用聚胺酯反應(yīng)注射成型(Reaction Injection Molding, RIM )、樹脂傳遞模塑(Resin Transfer Molding, RTM)、纏繞及預(yù)浸料/熱壓工藝制造，其中RIM工藝投資較大，適宜中小尺寸風(fēng)機葉片的大批量生產(chǎn)(>5000片/年)；RTM工藝適宜中小尺寸風(fēng)機葉片的中等批量的生產(chǎn)(5000-30000片/年)，其屬于半機械化的復(fù)合材料成型工藝；纏繞及預(yù)浸料/熱壓工藝適宜大型風(fēng)機葉片批量生產(chǎn)。
國內(nèi)生產(chǎn)風(fēng)力發(fā)電機的廠家眾多，但產(chǎn)品的性能、技術(shù)水平參差不齊，大多是性能簡單的手糊工藝成型風(fēng)葉的普通型風(fēng)力發(fā)電機組，同時由于風(fēng)葉的成本較高，致使風(fēng)力發(fā)電機的成本居高不下，打入國際市場受到嚴(yán)重制約。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)力發(fā)電機葉片的熱流道碳纖維直接成型工
藝
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種風(fēng)力發(fā)電機葉片的熱流道碳纖維直接成型工藝，主要由合模、注射、保模以及開模步驟組成，所述注射步驟中，原料在熱流道內(nèi)熔融后從至少五個噴嘴進入^t具型腔內(nèi)；所述至少五個噴嘴沿模具型腔的長度方向排列；流經(jīng)各噴嘴原料的溫度從對應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機葉片的葉尖端至葉根端遞增1°C ~5°C,且均位于原料熔融狀態(tài)的溫度范圍。
上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、上述方案中，所述原料主要由下列重量份的原材料組成尼龍6 68 ~ 70重量4分；
2、 上述方案中，所述噴嘴為五個，通過各噴嘴原料的溫度從對應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機葉片的葉尖端至葉根端依次為2irC~213°C、 216°C~218°C、 220。C 221。C、 224°C~226°C、 229。C 23rC。
3、 上述方案中，凹模和凸模合模后形成模具型腔，該模具型腔與風(fēng)力發(fā)電機葉片的外形相匹配，模具型腔的一端對應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機葉片的葉尖端，另 一端對應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機葉片的葉根端。
3、上述方案中，所述原料在熱流道內(nèi)熔融是指原料中的主料(塑料或者橡膠)的熔融，并不是指原料中的增強材料(碳纖維、玻璃纖維)的熔融，即使原料在熱流道內(nèi)加熱成為流體狀態(tài)。
碳纖維本發(fā)明的原理是傳統(tǒng)注射成型工藝，滯留在澆注系統(tǒng)內(nèi)的熔體冷卻固化后作為廢料，增加原材料消耗，降低了材料利用率。熱流道注射成型作為傳統(tǒng)注射成型的一個重要發(fā)展方向，其最大特點在于澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料不會凝固，也不會隨塑件脫模，從而提高了材料的利用率。所謂熱流道注射成型是指對注射機噴嘴到澆注口之間的流道進行加熱，使?jié)沧⑾到y(tǒng)內(nèi)的塑料始終保持熔融狀態(tài)，從而保證滯留在澆注系統(tǒng)內(nèi)的熔體可用于下一次注射成型，而不是冷凝后作為廢料取出。典型熱流道系統(tǒng)包括噴嘴、熱流道板、加熱元件、傳感器和溫度控制器等。其噴嘴上帶有加熱元件，溫控準(zhǔn)確。
上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下
由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點和效果
1、 本發(fā)明采用熱流道碳纖維工控直接成型風(fēng)力發(fā)電機葉片方法，具有高精度、高機械強度、高韋刃性、耐腐蝕、高壽命等特點、且長度為2米的葉片可以實現(xiàn)PC控制一次成型。
2、 本發(fā)明應(yīng)用熱流道碳纖維工控直接成型方法成型風(fēng)力發(fā)電機葉片，制得的葉片組裝成風(fēng)力發(fā)電機后，風(fēng)力發(fā)電機具有起動風(fēng)速小，能量轉(zhuǎn)化率高，體積小，重量大大減輕，功率增大，綠色環(huán)保的特點。
3 、本發(fā)明熱流道碳纖維工控直接成型方法可使影響當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的故障率、建設(shè)成本、維修成本大幅降低，可使投入與產(chǎn)出比大幅度提高。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述
實施例一 一種風(fēng)力發(fā)電機葉片的熱流道碳纖維直接成型工藝一種風(fēng)力發(fā)電機葉片的熱流道碳纖維直接成型工藝，成型2米長的風(fēng)力發(fā)電機葉片， 一片材料需5千克原料，原料的配方如下尼龍6 (牌號為尼龍1013B) 3.4千克，碳纖維1.6千克。凹模和凸模合模后，用PC(計算機)控制流量，原料中尼龍6在熱流道內(nèi)熔融后帶動碳纖維從五個噴嘴進入模具型腔內(nèi)；所述五個噴嘴沿模具型腔的長度方向排列，通過各噴嘴原料的溫度從對應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機葉片的葉尖端至葉根端依次為211°C~213°C、 216°C ~218°C、 220°C~221°C、 224°C~226°C、 229°C~231°C。然后寸呆才莫32秒左右使熔體成型，最后開模取件。取得的葉片經(jīng)表面處理后即得成品。實施例二 一種風(fēng)力發(fā)電機葉片的熱流道碳纖維直接成型工藝一種風(fēng)力發(fā)電機葉片的熱流道碳纖維直接成型工藝，成型2米長的風(fēng)力發(fā)電機葉片， 一片材料需5千克原料，原料的配方如下 龍6 (牌號為尼龍1013B)3.45千克，碳纖維1.5千克，色粉0.05千克。凹模和凸模合模后，用PC (計算機)控制流量，原料中尼龍6在熱流道內(nèi)熔融后帶動碳纖維從10個噴嘴進入模具型腔內(nèi)；所述10個噴嘴沿模具型腔的長度方向排列，通過各噴嘴原料的溫度從對應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機葉片的葉尖端至葉根端依次為212°C、 215°C、 218°C、 221°C、 224°C、 227°C、 230°C、 232°C、 234°C、 236°C。然后保才莫32秒左右使熔體成型，最后開沖莫取件。取d尋的葉片經(jīng)表面處理后即得成品。
上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的寸呆護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種風(fēng)力發(fā)電機葉片的熱流道碳纖維直接成型工藝，主要由合模、注射、保模以及開模步驟組成，其特征在于所述注射步驟中，原料在熱流道內(nèi)熔融后從至少五個噴嘴進入模具型腔內(nèi)；所述至少五個噴嘴沿模具型腔的長度方向排列；流經(jīng)各噴嘴原料的溫度從對應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機葉片的葉尖端至葉根端遞增1℃～5℃，且均位于原料熔融狀態(tài)的溫度范圍。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機葉片的熱流道碳纖維直接成型工藝， 其特征在于所述原料主要由下列重量份的原材料組成尼龍6 68 ~ 70重量l分；碳纖維 29~31重量份。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電機葉片的熱流道碳纖維直接成型工藝， 其特征在于所述噴嘴為五個，通過各噴嘴原料的溫度從對應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機葉片 的葉尖端至葉才艮端依次為211°C ~213°C、 216°C ~218°C、 220°C ~221°C、 224 °C ~226°C、 229。C ~231。C。
全文摘要
一種風(fēng)力發(fā)電機葉片的熱流道碳纖維直接成型工藝，主要由合模、注射、保模以及開模步驟組成，所述注射步驟中，原料在熱流道內(nèi)熔融后從至少五個噴嘴進入模具型腔內(nèi)；所述至少五個噴嘴沿模具型腔的長度方向排列；流經(jīng)各噴嘴原料的溫度從對應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機葉片的葉尖端至葉根端逐點遞增3℃～5℃，且均位于原料熔融狀態(tài)的溫度范圍。
文檔編號B29C45/27GK101670643SQ200910182600
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者鐘群明 申請人:鐘群明