一種風機葉片用大尺寸復(fù)合材料主梁帽制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種風機葉片用大尺寸復(fù)合材料主梁帽制造方法，采用雙通路注膠雙面導流改進真空吸附工藝來制造大尺寸復(fù)合材料主梁帽。通過控制上、下導流網(wǎng)的鋪覆尺寸及其對應(yīng)進膠管的樹脂進膠順序等工藝參數(shù)，不僅可以有效解決大寬度尺寸復(fù)合材料主梁帽的制備工藝效率和工藝質(zhì)量問題，與現(xiàn)有技術(shù)比較，還更有利于現(xiàn)有大長度尺寸和/或大厚度尺寸復(fù)合材料主梁帽的制造過程的工藝控制和降低制造風險。本發(fā)明設(shè)計提供的工藝方法，通過設(shè)計控制織物增強材料層的各方向上的樹脂灌注起始時間和速度，還可有效降低主梁帽制造工藝對配套樹脂體系和織物結(jié)構(gòu)形式的要求，尤其適用于大尺寸碳纖維織物增強樹脂基復(fù)合材料主梁帽的制造。
【專利說明】一種風機葉片用大尺寸復(fù)合材料主梁帽制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種主梁帽制造方法，尤其涉及一種風機葉片用大尺寸復(fù)合材料主梁帽制造方法，屬于風機葉片【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合材料風機葉片是風力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，直接影響著整個系統(tǒng)的性能。主梁帽(又稱大梁)是葉片主要的承力部件，其設(shè)計和制造質(zhì)量水平十分重要。隨著風力發(fā)電機向大功率和/或低速風場方向發(fā)展，風機葉片尺寸不斷增長，葉片主梁帽的長度、厚度和寬度等尺寸也隨之不斷增大?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般采用單通路注膠、單面導流的傳統(tǒng)真空吸附工藝就可以保證大長度尺寸葉片主梁帽的制備工藝效果，但是隨之主梁帽厚度和寬度尺寸的增大，采用單通路注膠、單面導流的傳統(tǒng)真空吸附工藝來制造大尺寸的復(fù)合材料主梁帽的難度越來越大，其工藝效率和工藝質(zhì)量效果越來越難以保證。專利CN201210261878.1提出了采用單通路注膠、雙面導流的改進真空吸附工藝來制備碳纖維復(fù)合材料主梁帽，這一改進的真空吸附工藝可以用來有效提高大厚度尺寸主梁帽的制造效率和質(zhì)量，但在用于制備大寬度尺寸主梁帽時仍存在工藝效率低、工藝質(zhì)量風險大等問題。上述真空吸附工藝技術(shù)還不能適應(yīng)大寬度尺寸主梁帽工藝效率和工藝質(zhì)量要求，且隨寬度的加大，工藝過程控制難度和工藝質(zhì)量風險大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種風機葉片用大尺寸復(fù)合材料主梁帽制造方法，采用雙通路注膠雙面導流改進真空吸附工藝尤其適于大寬度尺寸復(fù)合材料主梁帽的制造。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種風機葉片用大尺寸復(fù)合材料主梁帽制造方法，驟如下:
[0005](I)首先在主梁帽成型模具上涂上脫模劑，然后在依次鋪放第一層脫模布、下導流網(wǎng)和第二層脫模布，之后在第二層脫模布上鋪放制備主梁帽的織物增強材料，再在織物增強材料上依次鋪放第三層脫模布、上導流網(wǎng)；
[0006](2)在主梁帽成型模具四周鋪放密封條，然后布置下樹脂進膠管和上樹脂進膠管和抽氣管，之后用真空袋膜和密封條配合使系統(tǒng)整體密封良好，并采用抽氣管抽成真空；
[0007](3)將混合好的樹脂通過下樹脂進膠管注入到織物增強材料上，在真空壓力條件下，使樹脂逐漸浸潰到碳纖維織物增強材料內(nèi)；
[0008](4)當樹脂浸潰至上導流網(wǎng)處后，開啟上樹脂進膠管，使混合好的樹脂同時通過下樹脂進膠管和上樹脂進膠管繼續(xù)注入到織物增強材料上；
[0009](5)至浸潰過程全部完成后，開啟主梁帽成型模具底部的模具加熱系統(tǒng)進行加熱保溫固化；
[0010](6)固化完成后，自然降溫，之后脫模去除第一層脫模布、下導流網(wǎng)、第二層脫模布、第三層脫模布和上導流網(wǎng)，得到大尺寸復(fù)合材料主梁帽。
[0011]所述主梁帽成型模具(I)為一側(cè)有擋邊、一側(cè)無擋邊的單面模具。
[0012]所述下導流網(wǎng)和上導流網(wǎng)的鋪覆寬度尺寸不同，上導流網(wǎng)的鋪覆寬度小于下導流網(wǎng)的鋪覆寬度。
[0013]所述上樹脂進膠管在織物增強材料上方但不壓在織物增強材料表面，以避免主梁帽上表面出現(xiàn)較大的凹痕和/或突起。
[0014]所述樹脂采用環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂或乙烯基酯樹脂。
[0015]所述下樹脂進膠管(9)和上樹脂進膠管(10)的注膠速度為10_20ml/S。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果:本發(fā)明設(shè)計的雙通路注膠雙面導流的真空吸附工藝方法，通過控制上、下導流網(wǎng)的鋪覆尺寸及其對應(yīng)進膠管的樹脂進膠順序等工藝參數(shù)，同時設(shè)計了控制織物增強材料層的各個方向上的樹脂灌注起始時間和速度，下樹脂進膠管和上樹脂進膠管的注膠存在先后順序，下樹脂進膠管先開啟，當樹脂浸潰至織物上表面的上導流網(wǎng)處后，再開啟上樹脂進膠管，同時控制下樹脂進膠管和上樹脂進膠管的注膠速度為10_20ml/S，有效解決大寬度尺寸復(fù)合材料主梁帽的制備工藝效率和工藝質(zhì)量問題，與現(xiàn)有技術(shù)比較，還更有利于現(xiàn)有大長度尺寸和/或大厚度尺寸復(fù)合材料主梁帽的制造過程的工藝控制和降低制造風險，尤其適用于大尺寸碳纖維織物增強樹脂基復(fù)合材料主梁帽的制造。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的實現(xiàn)原理圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步詳細的描述，以使本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員進一步理解本方面，而不構(gòu)成對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0019]實施例1
[0020]一種大尺寸碳纖維/玻璃纖維單軸向縫編織物增強樹脂基復(fù)合材料主梁帽，步驟如下:
[0021](I)如圖1所示為本發(fā)明主梁帽制造工藝方法的工藝布局示意圖，首先將主梁帽成型模具I型面清理干凈、涂上脫模劑，然后依次鋪放第一層脫模布3、下導流網(wǎng)4和第二層脫模布5等工藝輔助材料，之后在第二層脫模布5上按照設(shè)計規(guī)格、尺寸和層數(shù)等要求裁剪鋪放制備主梁帽的碳纖維/玻璃纖維單軸向縫編織物增強材料2，再在碳纖維/玻璃纖維單軸向縫編織物增強材料2上依次鋪放第三層脫模布6、上導流網(wǎng)7等工藝輔助材料；
[0022](2)在主梁帽成型模具I四周鋪放密封條8，然后布置下樹脂進膠管9、上樹脂進膠管10和抽氣管11，之后用真空袋薄膜12和密封條8使系統(tǒng)整體密封，并用抽氣管11抽成真空，檢查系統(tǒng)密封真空良好；
[0023](3)將混合好的環(huán)氧樹脂體系760E/766H通過樹脂進膠管9注入到碳纖維織物增強材料2上，在25°C?35°C和真空壓力條件下，使樹脂體系完全浸潰碳纖維織物增強材料2 ；
[0024](4)當混合樹脂浸潰至織物上表面的上導流網(wǎng)7處后，適時開啟上樹脂進膠管10，使混合好的樹脂體系同時通過下樹脂進膠管9和上樹脂進膠管10繼續(xù)注入到織物增強材料2上；下樹脂進膠管(9)和上樹脂進膠管(10)的注膠速度為10-20ml/S。
[0025](5)至浸潰過程全部完成后，開啟主梁帽成型模具I底部的模具加熱系統(tǒng)系統(tǒng)，升溫至60°C -80°C固化8小時；
[0026](6)固化完成后，自然降溫，之后脫模去除工藝輔助材料，得到寬度為830mm的大尺寸碳纖維縫編織物增強復(fù)合材料主梁帽。
[0027]本實施例中所述主梁帽成型模具I為一側(cè)有擋邊、一側(cè)無擋邊的單面模具。為了避免可能出現(xiàn)樹脂包圍產(chǎn)生纖維干斑缺陷，保障在樹脂體系工藝操作壽命內(nèi)完成織物增強材料浸潰，本實施例要求上導流網(wǎng)的鋪覆寬度應(yīng)小于下導流網(wǎng)的鋪覆寬度。為了避免主梁帽上表面出現(xiàn)較大的凹痕和/或突起，本實施例要求上樹脂進膠管在織物增強材料上方但不直接壓在織物增強材料表面。
[0028]上面對本發(fā)明的實施例作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種風機葉片用大尺寸復(fù)合材料主梁帽制造方法，其特征在于步驟如下: (1)首先在主梁帽成型模具(I)上涂上脫模劑，然后在依次鋪放第一層脫模布(3)、下導流網(wǎng)(4)和第二層脫模布(5)，之后在第二層脫模布(5)上鋪放制備主梁帽的織物增強材料(2)，再在織物增強材料(2)上依次鋪放第三層脫模布￠)、上導流網(wǎng)(7)； (2)在主梁帽成型模具(I)四周鋪放密封條(8)，然后布置下樹脂進膠管(9)和上樹脂進膠管(10)和抽氣管(11)，之后用真空袋膜(12)和密封條(8)配合使系統(tǒng)整體密封良好，并采用抽氣管(11)抽成真空； (3)將混合好的樹脂通過下樹脂進膠管(9)注入到織物增強材料(2)上，在真空壓力條件下，使樹脂逐漸浸潰到碳纖維織物增強材料(2)內(nèi)； (4)當樹脂浸潰至上導流網(wǎng)(7)處后，開啟上樹脂進膠管(10)，使混合好的樹脂同時通過下樹脂進膠管(9)和上樹脂進膠管(10)繼續(xù)注入到織物增強材料(2)上； (5)至浸潰過程全部完成后，開啟主梁帽成型模具(I)底部的模具加熱系統(tǒng)進行升溫至60°C _80°C后固化8小時； (6)固化完成后，自然降溫，之后脫模去除第一層脫模布(3)、下導流網(wǎng)(4)、第二層脫模布(5)、第三層脫模布(6)和上導流網(wǎng)(7)，得到大尺寸復(fù)合材料主梁帽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風機葉片用大尺寸復(fù)合材料主梁帽制造方法，其特征在于:所述下導流網(wǎng)(4)和上導流網(wǎng)(7)的鋪覆寬度尺寸不同，上導流網(wǎng)(7)的鋪覆寬度小于下導流網(wǎng)(4)的鋪覆寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風機葉片用大尺寸復(fù)合材料主梁帽制造方法，其特征在于:所述主梁帽成型模具(I)為一側(cè)有擋邊、一側(cè)無擋邊的單面模具。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風機葉片用大尺寸復(fù)合材料主梁帽制造方法，其特征在于:所述上樹脂進膠管(10)在織物增強材料(2)上方但不壓在織物增強材料表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風機葉片用大尺寸復(fù)合材料主梁帽制造方法，其特征在于:所述下樹脂進膠管(9)和上樹脂進膠管(10)的注膠存在先后順序，下樹脂進膠管(9)先開啟，當樹脂浸潰至織物上表面的上導流網(wǎng)(7)處后，再開啟上樹脂進膠管(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種風機葉片用大尺寸復(fù)合材料主梁帽制造方法，其特征在于:所述下樹脂進膠管(9)和上樹脂進膠管(10)的注膠速度為10-20ml/S。
【文檔編號】B29C70/54GK104325658SQ201410454211
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】顏鴻斌, 趙江澎, 王健, 李迪克 申請人:航天材料及工藝研究所, 中國運載火箭技術(shù)研究院