一种风机叶片用大尺寸复合材料主梁帽制造方法

摘要

本发明公开了一种风机叶片用大尺寸复合材料主梁帽制造方法，采用双通路注胶双面导流改进真空吸附工艺来制造大尺寸复合材料主梁帽。通过控制上、下导流网的铺覆尺寸及其对应进胶管的树脂进胶顺序等工艺参数，不仅可以有效解决大宽度尺寸复合材料主梁帽的制备工艺效率和工艺质量问题，与现有技术比较，还更有利于现有大长度尺寸和/或大厚度尺寸复合材料主梁帽的制造过程的工艺控制和降低制造风险。本发明设计提供的工艺方法，通过设计控制织物增强材料层的各方向上的树脂灌注起始时间和速度，还可有效降低主梁帽制造工艺对配套树脂体系和织物结构形式的要求，尤其适用于大尺寸碳纤维织物增强树脂基复合材料主梁帽的制造。

说明书

技术领域

本发明涉及一种主梁帽制造方法，尤其涉及一种风机叶片用大尺寸复合材 料主梁帽制造方法，属于风机叶片技术领域。

背景技术

复合材料风机叶片是风力发电系统的关键部件，直接影响着整个系统的性 能。主梁帽(又称大梁)是叶片主要的承力部件，其设计和制造质量水平十分 重要。随着风力发电机向大功率和/或低速风场方向发展，风机叶片尺寸不断增 长，叶片主梁帽的长度、厚度和宽度等尺寸也随之不断增大。现有技术中，一 般采用单通路注胶、单面导流的传统真空吸附工艺就可以保证大长度尺寸叶片 主梁帽的制备工艺效果，但是随之主梁帽厚度和宽度尺寸的增大，采用单通路 注胶、单面导流的传统真空吸附工艺来制造大尺寸的复合材料主梁帽的难度越 来越大，其工艺效率和工艺质量效果越来越难以保证。专利CN201210261878.1 提出了采用单通路注胶、双面导流的改进真空吸附工艺来制备碳纤维复合材料 主梁帽，这一改进的真空吸附工艺可以用来有效提高大厚度尺寸主梁帽的制造 效率和质量，但在用于制备大宽度尺寸主梁帽时仍存在工艺效率低、工艺质量 风险大等问题。上述真空吸附工艺技术还不能适应大宽度尺寸主梁帽工艺效率 和工艺质量要求，且随宽度的加大，工艺过程控制难度和工艺质量风险大。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的上述不足，提供一种风机叶片 用大尺寸复合材料主梁帽制造方法，采用双通路注胶双面导流改进真空吸附工 艺尤其适于大宽度尺寸复合材料主梁帽的制造。

本发明的技术解决方案是：一种风机叶片用大尺寸复合材料主梁帽制造方 法，骤如下：

(1)首先在主梁帽成型模具上涂上脱模剂，然后在依次铺放第一层脱模布、 下导流网和第二层脱模布，之后在第二层脱模布上铺放制备主梁帽的织物增强 材料，再在织物增强材料上依次铺放第三层脱模布、上导流网；

(2)在主梁帽成型模具四周铺放密封条，然后布置下树脂进胶管和上树脂 进胶管和抽气管，之后用真空袋膜和密封条配合使系统整体密封良好，并采用 抽气管抽成真空；

(3)将混合好的树脂通过下树脂进胶管注入到织物增强材料上，在真空压 力条件下，使树脂逐渐浸渍到碳纤维织物增强材料内；

(4)当树脂浸渍至上导流网处后，开启上树脂进胶管，使混合好的树脂同 时通过下树脂进胶管和上树脂进胶管继续注入到织物增强材料上；

(5)至浸渍过程全部完成后，开启主梁帽成型模具底部的模具加热系统进 行加热保温固化；

(6)固化完成后，自然降温，之后脱模去除第一层脱模布、下导流网、第 二层脱模布、第三层脱模布和上导流网，得到大尺寸复合材料主梁帽。

所述主梁帽成型模具(1)为一侧有挡边、一侧无挡边的单面模具。

所述下导流网和上导流网的铺覆宽度尺寸不同，上导流网的铺覆宽度小于 下导流网的铺覆宽度。

所述上树脂进胶管在织物增强材料上方但不压在织物增强材料表面，以避 免主梁帽上表面出现较大的凹痕和/或突起。

所述树脂采用环氧树脂、聚氨酯树脂或乙烯基酯树脂。

所述下树脂进胶管(9)和上树脂进胶管(10)的注胶速度为10-20ml/S。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：本发明设计的双通路注胶双面 导流的真空吸附工艺方法，通过控制上、下导流网的铺覆尺寸及其对应进胶管 的树脂进胶顺序等工艺参数，同时设计了控制织物增强材料层的各个方向上的 树脂灌注起始时间和速度，下树脂进胶管和上树脂进胶管的注胶存在先后顺序， 下树脂进胶管先开启，当树脂浸渍至织物上表面的上导流网处后，再开启上树 脂进胶管，同时控制下树脂进胶管和上树脂进胶管的注胶速度为10-20ml/S， 有效解决大宽度尺寸复合材料主梁帽的制备工艺效率和工艺质量问题，与现有 技术比较，还更有利于现有大长度尺寸和/或大厚度尺寸复合材料主梁帽的制造 过程的工艺控制和降低制造风险，尤其适用于大尺寸碳纤维织物增强树脂基复 合材料主梁帽的制造。

附图说明

图1为本发明的实现原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步详细的描述，以使本技术 领域的技术人员进一步理解本方面，而不构成对本发明权利要求的限制。

实施例1

一种大尺寸碳纤维/玻璃纤维单轴向缝编织物增强树脂基复合材料主梁帽， 步骤如下：

(1)如图1所示为本发明主梁帽制造工艺方法的工艺布局示意图，首先将 主梁帽成型模具1型面清理干净、涂上脱模剂，然后依次铺放第一层脱模布3、 下导流网4和第二层脱模布5等工艺辅助材料，之后在第二层脱模布5上按照 设计规格、尺寸和层数等要求裁剪铺放制备主梁帽的碳纤维/玻璃纤维单轴向缝 编织物增强材料2，再在碳纤维/玻璃纤维单轴向缝编织物增强材料2上依次铺 放第三层脱模布6、上导流网7等工艺辅助材料；

(2)在主梁帽成型模具1四周铺放密封条8，然后布置下树脂进胶管9、上 树脂进胶管10和抽气管11，之后用真空袋薄膜12和密封条8使系统整体密封， 并用抽气管11抽成真空，检查系统密封真空良好；

(3)将混合好的环氧树脂体系760E/766H通过树脂进胶管9注入到碳纤维 织物增强材料2上，在25℃～35℃和真空压力条件下，使树脂体系完全浸渍碳 纤维织物增强材料2；

(4)当混合树脂浸渍至织物上表面的上导流网7处后，适时开启上树脂进 胶管10，使混合好的树脂体系同时通过下树脂进胶管9和上树脂进胶管10继 续注入到织物增强材料2上；下树脂进胶管(9)和上树脂进胶管(10)的注胶 速度为10-20ml/S。

(5)至浸渍过程全部完成后，开启主梁帽成型模具1底部的模具加热系统 系统，升温至60℃-80℃固化8小时；

(6)固化完成后，自然降温，之后脱模去除工艺辅助材料，得到宽度为 830mm的大尺寸碳纤维缝编织物增强复合材料主梁帽。

本实施例中所述主梁帽成型模具1为一侧有挡边、一侧无挡边的单面模具。 为了避免可能出现树脂包围产生纤维干斑缺陷，保障在树脂体系工艺操作寿命 内完成织物增强材料浸渍，本实施例要求上导流网的铺覆宽度应小于下导流网 的铺覆宽度。为了避免主梁帽上表面出现较大的凹痕和/或突起，本实施例要求 上树脂进胶管在织物增强材料上方但不直接压在织物增强材料表面。

上面对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例， 在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可在不脱离本发明宗旨的前提 下作出各种变化。