[發明專利]用于制造風力渦輪機葉片的方法及生產線

有效

• 申請號: 201410523420.8
• 申請日: 2010-03-05
• 公開（公告）號: CN104249464B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: D.A.博爾斯廷;Q.周;J.J.范德澤
• 申請（專利權）人: LM玻璃纖維制品有限公司
• 主分類號: B29C70/48
• 分類號: B29C70/48;B29L31/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 姚李英,李濤

?本發明是2011年9月6日提交的、申請號為201080010755.X以及名稱為“用于制造風力渦輪機葉片的方法及生產線”的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種使用樹脂傳遞模塑工藝制造風力渦輪機葉片的方法，風力渦輪機葉片具有復合殼體結構，該復合殼體結構包括基體材料和纖維增強材料。本發明還涉及一種使用樹脂傳遞模塑工藝制造風力渦輪機葉片的生產線，風力渦輪機葉片具有包括基體材料和纖維增強材料的復合殼體結構。

背景技術

利用項目導向制造方法制造風力渦輪機葉片是已知的，例如在該方法中在同一工作車間中模塑和組裝每個風力渦輪機葉片，此后風力渦輪機葉片被任選地移動到另一個工作車間，通常為精加工工作車間，在那里切割、修剪、噴漆風力渦輪機葉片，并且將最終配件安裝在風力渦輪機葉片上。風力渦輪機葉片通常由纖維增強聚合物制成，并且通常用模具制造為殼體部件，其中葉片型面的上側和下側（通常分別為壓力側和吸力側）分別通過布置玻璃纖維墊在兩個模具部件的每個中并且其注射液態樹脂（該樹脂隨后被固化）來單獨地制造。此后，兩個半部通常借助內凸緣部件膠接在一起。在上葉片半部被下降到下葉片半部上之前，膠體被應用到下葉片半部的內表面，或者反之亦然。此外，在膠接到上葉片半部之前，一個或兩個增強型面（梁）通常附接到下葉片半部的內側。

用于風力渦輪機葉片的殼體部件通常借助VARTM（真空輔助樹脂傳遞模塑）制造為纖維復合結構，其中液態聚合物，也稱為樹脂，被填充進模具腔，在其中纖維增強材料已經事先嵌入，并且其中在模具腔內產生真空，由此吸入聚合物。聚合物可以是熱固性塑料或熱塑性塑料。

真空注入或VARTM是用于模制纖維復合模制件的工藝，其中均勻分布的纖維被分層堆放在其中一個模具部件中，纖維是粗紗，即成捆的纖維帶，粗紗帶，或墊，其是由單個纖維制造的毛氈墊或由纖維粗紗制造的編織墊。第二模具部件通常由彈性真空包制成，并且按順序被放置在纖維增強材料的頂部上。通過在模具部件的內側與真空包之間的模具腔中產生通常為總真空的80%到95%的真空，液態聚合物可以被吸入并且填充內含有的纖維增強材料的模具腔。所謂的分布層或分布管，也稱為入口通道，被使用在真空包與纖維增強材料之間以便獲得盡可能全面的和高效的聚合物分布。在大多數情況下，應用的聚合物是聚酯或環氧樹脂，并且纖維增強大多數是基于玻璃纖維和/或碳纖維。

眾所周知的，用于制造大物體的模具，例如風力渦輪機葉片，可以由兩個模具部件組成，它們被繞縱向鉸接線地閉合，其中鉸鏈是被動的，即，使用升降架來繞著用于關閉和打開模具的鉸接線提升其中一個模具部件。當制造風力渦輪機葉片時，閉合模具以便于將兩個葉片殼體半部膠接在一起，所述殼體半部在單獨的模具部件中被制造。可替代地，風力渦輪機葉片可以如在EP?1310351中公開的那樣制造。

然而，由于對風力渦輪機的要求日益提高，越來越發現難以將常規的項目導向制造方法按比例調節來適應所述要求，原因如下面所列出的若干個：首先，項目導向制造方法要求制造風力渦輪機葉片所需要的所有材料，例如樹脂和纖維增強材料，必須輸運到每個工作車間，這對后勤要求很高。其次，每個車間必須裝配有在處理中的每個單個制造步驟所必須的工具和器械，其產生物力開支。此外，常規項目導向制造方法在每個單個工作車間中都需要模具，這是昂貴的，因為模具的制造和維護是耗時的并且因此是昂貴的。并且，常規項目導向制造方法占用大量空間，并且因為在每個工作車間的工人必須執行各種制造步驟，會有制造的風力渦輪機葉片的質量可能變差的風險。

EP?2014449A公開了一種用于通過攤開、切割和熱成型來生產復合材料的寬部件的工具和方法。所述工具包括兩個相同工作臺，以及具有用于在兩個工作臺上操作的工具頭的起重臺架。每個工作臺設有在其上展開和切割纖維材料的柔性膜。隨后，部件在熱成型處理中被成型，其中包括柔性成型膜的工具在由加熱裝置供應的熱的影響下使纖維材料變形。根據EP?2014449A的說明書，該設備的重要特征是，它具有就地層疊、切割和通過加熱裝置形成分層復合材料的能力。然而，這種使用柔性膜成型工具的熱成型處理和使用用于加熱工件到熱成型所需高溫的裝置是與使用樹脂傳遞模塑工藝生產高精度風力渦輪機葉片不相容的。

因此本發明的目的是獲得一種制造風力渦輪機葉片的新方法和生產線，其克服或減輕現有技術的至少一個缺點或者其提供有用的替代。

發明內容