[發明專利]一種2.0MW風力機葉片碳纖維大梁的制造方法

無效

• 申請號: 200910028100.4
• 申請日: 2009-01-15
• 公開（公告）號: CN101526070A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 周忠平
• 申請（專利權）人: 南通東泰電工材料有限公司
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00;B29C45/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種風力機葉片制造領域，具體的講是一種2.0MW風力機葉片碳纖維大梁的制造方法。

背景技術

風能取之不盡，用之不竭，相對于其它可再生能源，如太陽能、氫能、海洋能、地熱能和生物能等，目前只有風力發電的技術成熟程度和發電成本與常規能源最接近。

風力機是風力發電技術中的大型動力裝備。風力機的設計加工與運行控制水平是衡量一個國家利用新能源與可再生能源技術水平的重要標志。人類利用風能從遠古開始，然而將空氣動力學應用于風力機設計則從20世紀70年代開始30年來風力機設計水平及風力發電技術取得較大進展。單機容量為兆瓦以上的風力機成為國際風電市場的主流。荷蘭、德國、丹麥、瑞典、英國、意大利及美國等，無論在風電技術基礎理論研究力度，還是在風電市場占有率上都處于國際領先水平。

我國風電研究及應用起步較晚，近年來在引進和吸收國外成熟技術同時，逐步加大了自主開發的力度，風能技術的領域的難點主要在風力機葉片的設計和風力機控制系統的設計。其中，葉片的設計是風力機設計的主要內容。目前主流的多兆瓦風力發電機葉片多采用全玻璃纖維增強，但是隨著葉片大型化方向的發展，采用更高模量的材料的趨勢也越來越明顯，其中，又以碳纖維增強的復合材料為主。

碳纖維大梁作為風力發電機葉片的重要組成部件，率先應用到了國內2.0MW的風力機葉片上，但一般碳纖維預浸料在鋪層時，層間比較松懈，對于2.0MW葉片的大梁來說，鋪層達到56層，在一次鋪層成型后，再抽真空，很難將層間的氣泡全部抽出。而在航空或其它領域，可以采用鋪3層抽一次真空的方法這樣就能保證氣泡能被全部抽出。但對于一般的制造企業來說，這種抽真空方法既耗時又浪費原材料(真空輔助材料)，提高了生產成本。尤其對于鋪層達到56層的碳纖維預浸料來說，浪費非常嚴重。本領域迫切希望得到一種生產成本低，可以快速抽真空從而生產風力機葉片碳纖維大梁的方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種2.0MW風力機葉片碳纖維大梁的制造方法，該方法一次成型，不需反復抽真空，適用于所有采用碳纖維預浸料做風力發電機葉片的大梁制作工藝。

為了達到上述技術效果，本發明提供了如下技術方案：

本發明所述的一種風力機葉片碳纖維大梁的制造方法如下：

首先在碳纖維大梁模具中進行鋪層：將在環氧類樹脂中進行過預浸料的碳纖維進行鋪層，預浸料的方式為單面預浸料，另一面設有碳纖維干紗；

其次在每次鋪層時將層間氣泡排除：由預浸料中間向邊緣呈±45°方向擠壓出層間氣泡；

再次，56層鋪層全部鋪完后，打上真空膜，進行抽真空：在35℃溫度條件下抽真空1小時，再在1小時內緩慢升溫到70℃，再用1小時緩慢升溫到80℃，在80℃溫度條件下保溫2小時，然后再緩慢升溫到110℃，保溫4小時

最后，自然降溫，脫模即得到風力機葉片碳纖維大梁。

進一步地，將層間氣泡排除是采用手或者用橡膠滾筒由預浸料中間向邊緣呈±45度方向擠壓出層間氣泡。

進一步地，所述環氧類樹脂是指縮水甘油醚類環氧樹脂。

進一步地，在鋪層時對碳纖維預浸料通過張力工具施予張力。

本發明的技術效果在于：本發明在鋪層時通過張力工具對碳纖維預浸料施予張力，這樣，可以使鋪層更為順利，而且可以盡可能的減少層間氣泡，，操作簡便，快捷；在每層鋪層時，需要正確的排除氣泡，針對碳纖維預浸料的材料特性，采用沿預浸料中線，向邊緣呈±45°方向排除，可以最大限度的保證層間沒有氣泡；同時本發明的預浸料為了在鋪層結束時，能將未排盡的氣泡抽走，只采用單面預浸料樹脂膜，這樣另外一面就有部分的碳纖維干紗，這樣在加熱固化時，必須在樹脂粘度最低時能將所有的碳纖維干紗浸透，從而保證產品的質量，因此，本發明抽真空加熱過程就尤為重要，本發明采用的加熱時間、溫度充分考慮了碳纖維干紗浸透，從而顯著提高了產品質量。

本發明提供的快速鋪層方法，一次成型，不需反復抽真空，對本領域來說，極大的降低了生產成本，提高了產品成品質量。

附圖說明

圖1為本發明在鋪層時對碳纖維預浸料施予張力的示意圖。

圖2為本發明中采用手或者滾筒趕走層間氣泡的方向示意圖。

圖3為本發明鋪層結束后抽真空進行加溫固化的固化升溫曲線示意圖。

具體實施方式

現結合附圖說明及具體實施方式對本發明作進一步說明：