專利名稱：泡沫夾芯復(fù)合材料葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的泡沫夾芯 復(fù)合材料葉片。
背景技術(shù)：
葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有效捕獲風(fēng)能的關(guān)鍵部件。葉片的材料越輕、強(qiáng)度和剛度越 高，葉片抵御載荷的能力就越強(qiáng)，葉片就可以做得越大，它的捕風(fēng)能力也就越強(qiáng)。因此，輕質(zhì) 高強(qiáng)、耐久性好的復(fù)合材料成為目前大型風(fēng)力發(fā)電葉片的首選。泡沫夾芯復(fù)合材料葉片為現(xiàn)有的一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的復(fù)合材料葉片，該葉片在 葉片殼體內(nèi)部設(shè)置泡沫芯。泡沫夾芯復(fù)合材料葉片的傳統(tǒng)制造工藝大致有兩種，一種是分 別在葉片上下模制作上半殼體和下半殼體，在樹脂還沒有固化時(shí)，將發(fā)泡料澆注到下模模 腔中，最后將上模合上。該制造工藝制作簡(jiǎn)單，但是由于上、下半殼體的纖維不連續(xù)以及泡 沫外溢等原因，容易造成葉片開裂或結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足等問題。另一種制造工藝是，先用發(fā)泡模 成型夾芯泡沫，然后用復(fù)合材料包裹泡沫，最后放入葉片模具合模。這種方法不但需要單獨(dú) 的發(fā)泡模具，而且發(fā)泡需要大量時(shí)間，在成型過程中由于材料位置的不準(zhǔn)確，葉片表面容易 產(chǎn)生氣泡。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于，提高葉片的上半殼體和下半殼體的粘接強(qiáng)度，并防 止泡沫外溢。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種泡沫夾芯復(fù)合材料葉片，該葉片包括 葉片殼體和在葉片殼體內(nèi)的泡沫芯，葉片殼體由用增強(qiáng)纖維和樹脂成型的上半殼體和下半 殼體粘接一起構(gòu)成，葉片還包括在上半殼體和下半殼體的結(jié)合面處并夾在葉片殼體和泡沫 芯之間的預(yù)制件。進(jìn)一步地，在葉片殼體和預(yù)制件之間設(shè)置一層用于將二者粘接的復(fù)合材料層。本實(shí)用新型在葉片殼體和泡沫芯之間增設(shè)預(yù)制件，預(yù)制件并在半殼體和下半殼體 的結(jié)合面處，不但增強(qiáng)了上半殼體和下半殼體之間的粘接強(qiáng)度，并阻隔泡沫從結(jié)合面處外 溢，增強(qiáng)了葉片強(qiáng)度。復(fù)合材料層進(jìn)一步增強(qiáng)了上半殼體和下半殼體的粘接效果。

圖1為本實(shí)用新型泡沫夾芯復(fù)合材料葉片剖視圖；圖2為反映本實(shí)用新型泡沫夾芯復(fù)合材料葉片的制造工藝的剖視圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型的泡沫夾芯復(fù)合材料葉片包括由用增強(qiáng)纖維和樹脂成型的上半殼體11和下半殼體12，上半殼體11和下半殼體12粘接一起構(gòu)成葉片殼體，泡沫芯3 在葉片殼體內(nèi)部。預(yù)制件2和復(fù)合材料層5設(shè)置在上半殼體11和下半殼體12的結(jié)合面 101處，并且夾在葉片殼體和泡沫芯3之間。復(fù)合材料層5在葉片殼體和預(yù)制件2之間，預(yù) 制件2在復(fù)合材料層5和泡沫芯3之間。復(fù)合材料層5由纖維布和涂在其上的樹脂構(gòu)成， 復(fù)合材料層5將預(yù)制件2粘接到上半殼體11和下半殼體12上，復(fù)合材料層5進(jìn)一步增強(qiáng) 了上半殼體11和下半殼體12的粘接效果。此外，復(fù)合材料層5可以采用其他形式，還可以 省去。參見圖2，在制造泡沫夾芯復(fù)合材料葉片時(shí)，先用簡(jiǎn)易模具成型預(yù)制件2，然后用 增強(qiáng)纖維和樹脂分別在上模具81和下模具82中成型上半殼體11和下半殼體12。在樹脂 未固化時(shí)，先在預(yù)制件2的外表面上鋪一層纖維布，并涂上樹脂，纖維布和涂在纖維布上的 樹脂共同構(gòu)成了復(fù)合材料層5，待樹脂浸透纖維布后沿著下半殼體12的邊緣放置預(yù)制件2， 通過復(fù)合材料層5使預(yù)制件2的下半部緊貼下半殼體12，而預(yù)制件2的上半部位于下半殼 體12的外側(cè)。然后在下模具82的模腔中澆注泡沫發(fā)泡料，之后合上上模具81，并將上模具 81和下模具82鎖緊。泡沫發(fā)泡料的發(fā)泡推動(dòng)力迫使預(yù)制件2緊貼復(fù)合材料層5，復(fù)合材料 層5緊貼上半殼體11和下半殼體12，從而使上半殼體11和下半殼體12緊緊粘接在一起， 預(yù)制件2阻隔泡沫從上半殼體11和下半殼體12的結(jié)合面101處外溢，增強(qiáng)了葉片的強(qiáng)度， 并且減少了模具投入、提高了生產(chǎn)效率和成品率。泡沫發(fā)泡料發(fā)泡后形成泡沫芯3，此時(shí)的 狀態(tài)如圖1所示。最后，待上半殼體11和下半殼體12中的樹脂固化完全后脫模。復(fù)合材 料層5進(jìn)一步增強(qiáng)了上半殼體11和下半殼體12的粘接效果。上半殼體11和下半殼體12由樹脂和增強(qiáng)纖維復(fù)合的復(fù)合材料成型，樹脂可以是 不飽和聚酯樹脂、乙烯基樹脂和環(huán)氧樹脂等熱固性基體樹脂，增強(qiáng)纖維可以是玻璃纖維或 碳纖維等。玻璃纖維的價(jià)格僅為碳纖維價(jià)格的1/10左右，具有價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)。碳纖維的 剛度大約是玻璃纖維的3倍，制成復(fù)合材料剛度約是玻璃鋼的兩倍，而且碳纖維具有導(dǎo)電 性，還可以有效地避免雷擊對(duì)葉片造成損傷。纖維布的材質(zhì)為增強(qiáng)纖維，纖維布和涂在纖維 布上的樹脂分別優(yōu)選采用與上半殼體或下半殼體中的增強(qiáng)纖維和樹脂相一致的材質(zhì)。泡沫 發(fā)泡料可以采用PVC硬質(zhì)泡沫、balsa輕木、PET泡沫和SAN泡沫等。預(yù)制件優(yōu)選采用復(fù)合 材料，更優(yōu)選采用與上半殼體或下半殼體一樣的材料。
權(quán)利要求一種泡沫夾芯復(fù)合材料葉片，包括葉片殼體和在葉片殼體內(nèi)的泡沫芯，所述葉片殼體由用增強(qiáng)纖維和樹脂成型的上半殼體和下半殼體粘接一起構(gòu)成，其特征在于，所述葉片還包括在所述上半殼體和下半殼體的結(jié)合面處并夾在所述葉片殼體和所述泡沫芯之間的預(yù)制件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫夾芯復(fù)合材料葉片，其特征在于，在所述葉片殼體和所 述預(yù)制件之間設(shè)置一層用于將二者粘接的復(fù)合材料層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的泡沫夾芯復(fù)合材料葉片，其特征在于，所述復(fù)合材料層由纖 維布和涂在其上的樹脂構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的泡沫夾芯復(fù)合材料葉片，其特征在于，所述纖維布的材質(zhì)與 所述上半殼體或下半殼體中的增強(qiáng)纖維相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的泡沫夾芯復(fù)合材料葉片，其特征在于，所述增強(qiáng)纖 維為碳纖維或玻璃纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的泡沫夾芯復(fù)合材料葉片，其特征在于，所述預(yù)制件由復(fù)合材 料成型。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種泡沫夾芯復(fù)合材料葉片，包括葉片殼體和在葉片殼體內(nèi)的泡沫芯，葉片殼體由用增強(qiáng)纖維和樹脂成型的上半殼體和下半殼體粘接一起構(gòu)成，葉片還包括在上半殼體和下半殼體的結(jié)合面處并夾在葉片殼體和泡沫芯之間的預(yù)制件。本實(shí)用新型在葉片殼體和泡沫芯之間增設(shè)預(yù)制件，預(yù)制件并在半殼體和下半殼體的結(jié)合面處，不但增強(qiáng)了上半殼體和下半殼體之間的粘接強(qiáng)度，并阻隔泡沫從結(jié)合面處外溢，增強(qiáng)了葉片強(qiáng)度。
文檔編號(hào)B29C44/16GK201730761SQ201020208390
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者張尊宇 申請(qǐng)人:無錫韋伯風(fēng)能技術(shù)有限公司