[發明專利]纖維增強復合元件的處理

在審

• 申請號: 202180031420.4
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN115397604A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: F·A·坎珀
• 申請（專利權）人: 葉片動力學有限責任合伙人公司
• 主分類號: B23K26/06
• 分類號: B23K26/06;B23K26/352;B29C65/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張昱;吳強

本公開涉及一種制造纖維增強復合物的方法，其中纖維增強復合物的表面通過使用激光輻射來修改。特別地，在結合過程之前執行預處理。可避免耗時和生成灰塵的表面的磨削。

技術領域

本公開涉及一種用于預處理纖維增強復合元件的方法。特別地，本公開涉及用于生產纖維增強復合結構，特別是風力渦輪機葉片或其構件的方法。

背景技術

為了制造風力渦輪機，特別是風力渦輪機葉片，使用了纖維增強碳纖維或玻璃纖維復合物。隨著風力渦輪機和風力渦輪機葉片在尺寸上增加，葉片負載（即應變、彎矩、剝離負載等）也增加。

增強復合材料有助于制造承受高機械力的輕質結構。

層壓體結構由多個利用樹脂結合的纖維層構成。取決于相應區域中的預期應力，層的數量可能從區域到區域改變。纖維增強層壓體的厚度可在其長度或寬度之上改變，例如，風力渦輪機葉片以非常尖銳的角度朝向尖端漸縮。

各個層的邊界可能是有問題的。特別地，可能會出現不期望的樹脂池和/或空氣夾雜物。

為了減少這個問題，文獻WO 2006/015598 A1建議使用具有漸縮的邊緣區域的層。

許多構件，特別是風力渦輪機葉片，可進一步由結合到彼此的多個半成品構件構成。

特別地，拉擠纖維增強成型件（profile）用作此類半成品結構構件。

總體上，復合材料需要表面準備（特別是機加工，例如磨削）以執行進一步的生產步驟。

與需要處理的面積和體積的規模相比，這種表面準備以非常小的規模進行。在拉擠碳構件的情況下，從表面去除小于0.1 mm以對材料預處理。

此類拉擠構件的端部處的倒角需要大約1:100的倒角角度，其中在拉擠件的端部（其能夠為100 m長和100 mm寬）處留下期望的0.1 mm厚度。

類似地，對于嵌接或修復，需要非常平的角度來最小化應力，并且最小化結合劑能夠提供的所需性能。

目前，預處理過程由例如使用磨削的高技能的技術人員進行。這產生不均勻的、臟的環境。特別地，灰塵顆?？赡苁怯泻Φ?。此外，由于導電性，并且由于此類小顆粒分布在整個區域中并且還穿透大多數防塵罩的事實，故碳顆?？赡軗p壞任何電氣設備。

由于人工生產，故結果是接合的基底的機械性能非常多變和不確定。

發明內容

本公開的一個目的在于提供一種用于制造纖維增強復合構件和/或結構的改進方法。

本公開的另一個目的在于提供具有改進的機械性能的纖維增強復合元件、構件和相關聯的結構。

本公開的目的通過制造和/或預處理纖維增強復合元件的方法以及通過如本文中公開的纖維增強復合元件和/或構件來實現。

本公開涉及一種預處理纖維增強復合元件的方法。該方法包括：提供配置成沿第一激光方向發射第一激光束的第一激光器；相對于第一激光器定向纖維增強復合元件，使得第一激光器在沿第一激光方向距纖維增強復合元件的第一表面的第一激光器距離處；從第一激光器沿第一激光方向發射第一激光束；以及在發射第一激光束時，將纖維增強復合元件沿初級方向相對于第一激光器移動。

本公開中描述的激光器可實施為激光二極管（LD）。

本公開提供了可通過使用激光輻射來使纖維增強復合元件的表面修改。

纖維增強復合元件可在將纖維增強復合元件并入纖維增強復合結構（諸如風力渦輪機葉片或其部分）中之前預處理。