本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域,具體地講,涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片成型模具及成型方法。
背景技術(shù):
隨著風(fēng)電行業(yè)的蓬勃發(fā)展,為降低發(fā)電成本,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的容量不斷增大,與此同時(shí)風(fēng)力機(jī)葉片外型尺寸也變得越來越大?,F(xiàn)階段,主流風(fēng)機(jī)的葉片長(zhǎng)度大約為50~60m,最長(zhǎng)的葉片已達(dá)到88.4m,這給葉片生產(chǎn)提出了挑戰(zhàn),尤其是如何實(shí)現(xiàn)從葉根到葉尖的一體化成型。
目前,真空灌注成型工藝因制造成本低、產(chǎn)品性能好、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于風(fēng)電葉片制造。
風(fēng)電葉片主要由葉片殼體(包括壓力面殼體和吸力面殼體)、主梁和剪切腹板組成,均可采用真空灌注成型。以葉片殼體成型為例,真空灌注成型工藝的傳統(tǒng)成型方法主要包括:清理模具和鋪層,將按一定設(shè)計(jì)的纖維織物及芯材組成的預(yù)成型體(例如,預(yù)制主梁)分別在不同的陰模上鋪層;布置導(dǎo)流系統(tǒng)和抽氣系統(tǒng);封真空和灌注樹脂,通過真空密封形成的負(fù)壓將樹脂吸入模內(nèi),使樹脂分布在纖維材料中;加熱使樹脂預(yù)固化。主梁和剪切腹板是采用與葉片殼體成型同樣的工藝預(yù)制。在葉片整體成型時(shí),將預(yù)制剪切腹板粘貼到預(yù)固化的葉片殼體,然后合模固化,最終成型為一支完整的葉片,其基本工藝流程如圖1所示。
但是,葉片長(zhǎng)度增大后,為了保證足夠的結(jié)構(gòu)性能,通常需要增加根部和主梁等區(qū)域的厚度或者改用碳纖維或碳/?;祀s纖維作為增強(qiáng)材料。然而,這種方式也隨之帶來一系列問題。一方面,厚度增加會(huì)導(dǎo)致成型時(shí)所需鋪層數(shù)增加,樹脂不易灌透截面,很容易發(fā)生充模不完全的問題,另一方面,由于碳纖維絲束較細(xì),抽真空壓實(shí)后絲束間隙較小,傳統(tǒng)真空灌注工藝中,樹脂較多在纖維束間宏觀流動(dòng),很難進(jìn)入纖維之間,導(dǎo)致樹脂浸潤(rùn)困難、滲流速度較慢。因此,實(shí)際生產(chǎn)中往往需要反復(fù)調(diào)整抽氣系統(tǒng)和導(dǎo)流系統(tǒng)布置,工藝試驗(yàn)耗費(fèi)大量的人力物力且難以保證質(zhì)量,并且,在葉片中,尤其是在殼體的葉根處、后緣輔梁(也叫后緣UD)和主梁等截面較厚的區(qū)域中,很容易出現(xiàn)樹脂浸潤(rùn)不良,成型制品出現(xiàn)干斑、發(fā)白、包死等缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種適于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片成型的成型模具及成型方法,以促進(jìn)樹脂的滲透,提高成型質(zhì)量,從而降低制品缺陷。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片成型模具,所述成型模具包括:依次設(shè)置的模具內(nèi)殼體和模具外殼體,所述模具內(nèi)殼體上形成有型腔內(nèi)表面,所述型腔內(nèi)表面與葉片預(yù)成型體隨形;多個(gè)超聲波發(fā)生器,所述超聲波發(fā)生器預(yù)埋在所述模具內(nèi)殼體的所述型腔內(nèi)表面內(nèi)部。
所述多個(gè)超聲波發(fā)生器的布置間距可隨鋪層厚度的增大而減小。
所述成型模具可以為用于成型葉片殼體的模具,所述多個(gè)超聲波發(fā)生器在葉根成型部沿環(huán)向均勻布置。
所述超聲波發(fā)生器可包括產(chǎn)生超聲波的超聲波換能器以及與所述超聲波換能器的一端連接并傳遞超聲波振動(dòng)的振動(dòng)面板。
在另一總的方面,提供一種成型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片的方法,用于成型葉片的殼體或主梁,使用所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片成型模具,所述方法包括如下步驟:將用于成型葉片的材料鋪設(shè)在所述成型模具中;密封抽真空;灌注樹脂;開啟超聲波發(fā)生器;灌注完成后關(guān)閉超聲波發(fā)生器。
在所述灌注樹脂的步驟中:當(dāng)樹脂流過所述超聲波發(fā)生器所處位置預(yù)定距離或預(yù)定時(shí)間后,開啟該位置的所述超聲波發(fā)生器。
當(dāng)樹脂波前流過所述成型模具中超聲波發(fā)生器所處位置100mm后,開啟所述超聲波發(fā)生器。
在所述開啟超聲波發(fā)生器的步驟中,還可包括調(diào)節(jié)超聲波發(fā)生器的頻率和超聲波發(fā)生器的功率。
成型葉片殼體時(shí),葉根處的超聲波發(fā)生器的頻率可為50~80KHz,功率可為200~300W;后緣輔梁處的超聲波發(fā)生器的頻率可為40~60KHz,功率可為100~250W。
成型葉片主梁時(shí),超聲波發(fā)生器的頻率可為40~60KHz,功率可為100~300W。
在所述灌注完成后關(guān)閉超聲波發(fā)生器的步驟中:在灌注完成后,可使超聲波發(fā)生器繼續(xù)振動(dòng)5~20min后再關(guān)閉超聲波發(fā)生器。
本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片成型模具及成型方法采用超聲波輔助方法來成型葉片,為樹脂流動(dòng)提供外加的能量,促進(jìn)樹脂的滲透,同時(shí)可使鋪設(shè)的纖維束變松散,有利于樹脂進(jìn)入纖維束內(nèi),增強(qiáng)微觀浸潤(rùn),提高纖維與樹脂之間的界面結(jié)合強(qiáng)度。此外,還可利用超聲波促進(jìn)氣泡排出,從而降低制品缺陷,提高成型質(zhì)量。
附圖說明
通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述,本發(fā)明的目的和特點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚,其中:
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中采用真空灌注工藝制備葉片的基本工藝流程。
圖2是使用根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的使用超聲輔助真空灌注成型模具來成型葉片殼體的成型系統(tǒng)在葉根處的截面示意圖。
圖3是在用于成型葉片殼體的成型模具中布置超聲波發(fā)生器的分布位置示意圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的超聲波發(fā)生器作用原理的示意圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的使用超聲輔助真空灌注成型葉片殼體的方法的工藝流程。
圖6是使用根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的使用超聲輔助真空灌注成型模具來成型主梁的成型系統(tǒng)的截面示意圖。
具體實(shí)施方式
以下,參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。應(yīng)予說明,在下面實(shí)施例的說明和附圖中,對(duì)相同構(gòu)件標(biāo)注相同的符號(hào),并省略重復(fù)的說明。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例提供了一種采用超聲波輔助裝置成型大尺寸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片殼體的成型模具和成型方法。下面將參照附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖2所示,根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片殼體成型模具主要包括模具殼體部(包括模具內(nèi)殼體1、加熱系統(tǒng)2和模具外殼體3等)和支撐部4。
加熱系統(tǒng)2可在樹脂預(yù)固化或固化時(shí)提供熱量。模具內(nèi)殼體1和模具外殼體3可由玻璃鋼形成以具有足夠的剛度,以便形成較大的型腔,并保護(hù)位于模具內(nèi)殼體1和模具外殼體3之間的加熱系統(tǒng)2。模具內(nèi)殼體1中形成有與將要成型的葉片殼體外表面隨形的型腔內(nèi)表面,并可利用密封膠條12依次封一真空10和二真空11。這里,將模具陰模設(shè)計(jì)為包括內(nèi)殼體1和外殼體3,是為了方便放置和維修加熱系統(tǒng)2以及后面提到的超聲波發(fā)生器101,也可以將內(nèi)殼體和外殼體設(shè)置為一體。
支撐部4可為呈“凹”狀的支座,但不限于此。支撐部4的底部可為平面,以便平穩(wěn)地放置到地面并支撐模具的成型部件;支撐部4的上部可形成有凹入部,模具內(nèi)殼體1、加熱系統(tǒng)2和模具外殼體3的組合體可嵌入在所述凹入部中。
此外,在真空灌注成型模具中還可設(shè)置有檢驗(yàn)抽氣口8和注膠口9。檢驗(yàn)抽氣口8可按照一定的間隔設(shè)置在模具型腔的邊緣,用于在通過真空泵7吸真空并檢驗(yàn)氣壓。注膠口9可連接到模具型腔,作為示例,可沿模具型腔的軸向或弦向布置有多個(gè)導(dǎo)流管,以將樹脂桶6中樹脂灌注到模具型腔從而形成葉片殼體。
此外,根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片殼體成型的超聲輔助真空灌注系統(tǒng)成型模具還可包括設(shè)置于模具內(nèi)殼體1的內(nèi)表面層中的多個(gè)超聲波發(fā)生器101。作為示例,超聲波發(fā)生器101可以以例如預(yù)埋或可拆卸嵌入的形式設(shè)置在模具殼體部(例如,模具內(nèi)殼體1)中,以便利用超聲波的振動(dòng)來輔助真空灌注成型葉片殼體。
多個(gè)超聲波發(fā)生器101的布置間距可隨鋪層厚度的增大而減小。也就是說,在鋪層較厚的區(qū)域可采用小間距布置,鋪層厚度相對(duì)薄的區(qū)域則可適當(dāng)擴(kuò)大布置間距。同時(shí),由于常用的超聲波發(fā)生器的作用范圍在100mm~5000mm,因此布置間距也不可過大,以免在超過一定距離之后能量衰減太大,超聲輔助作用太弱。此外,對(duì)于鋪層厚度均勻的區(qū)域可采用均勻等間距布置,對(duì)于鋪層厚度逐漸變化的區(qū)域,則可根據(jù)鋪層厚度的變化而采用變化間距。
在用于成型葉片殼體的模具中,考慮到葉根成型部20附近和后緣輔梁部30附近截面較厚,較容易出現(xiàn)樹脂浸潤(rùn)不良導(dǎo)致的發(fā)白和包死的現(xiàn)象,因此,如圖3所示,多個(gè)超聲波發(fā)生器101可主要設(shè)置在葉片殼體中截面較厚的葉根成型部20附近和后緣輔梁部30。
例如,在用于成型大約50m長(zhǎng)的葉片殼體的成型模具中,對(duì)于鋪層厚達(dá)到或超過80mm的葉根成型區(qū)域可采用大約500mm或更小的間距布置多個(gè)超聲波發(fā)生器101,對(duì)于鋪層厚度等于或小于30mm的后緣成型區(qū)域可采用大約4000mm或更大的布置間距。
多個(gè)超聲波發(fā)生器101的布置方向可以是沿與葉片隨形的型腔的弦向或展向,具體地,在葉根成型部20可沿弦向(或環(huán)向)均勻布置多個(gè)超聲波發(fā)生器101,在后緣輔梁部30的中部鋪層等厚的區(qū)域可沿展向(或長(zhǎng)度方向)以等間距均勻布置多個(gè)超聲波發(fā)生器101,或者還可以變化的間距布置多個(gè)超聲波發(fā)生器101。
具體地,在葉根成型部20,由于葉根厚度較厚且厚度較均勻,可在葉片鋪層站位(中軸線投影與葉根端之間距離)L=0mm至L=2000mm之間從模具中心線向前后緣沿弦向均勻布置多個(gè)超聲波發(fā)生器101,但不限于此。在后緣輔梁部30,鋪層厚度逐漸變化,起點(diǎn)和終點(diǎn)附近由于鋪層較少不布置超聲波發(fā)生器101,在中間鋪層等厚的區(qū)域,可沿葉片殼體的展向從起點(diǎn)到終點(diǎn)以等間距布置超聲波發(fā)生器101,而在鋪層厚度較大且厚度變化的區(qū)域中,可根據(jù)鋪層厚度的遞減而逐漸增大布置間距。
圖3中僅示出了在模具殼體部的葉根成型部20均勻布置一圈超聲波發(fā)生器101并在后緣輔梁部30以變化間距布置一排超聲波發(fā)生器101的情況,但實(shí)施例不限于此。此外,根據(jù)實(shí)際情況還可僅在葉根成型部20布置或者僅在后緣輔梁部20布置超聲波發(fā)生器101,還可在模具的葉根成型部20均勻布置多圈或在模具的后緣輔梁部30均勻布置超聲波發(fā)生器101,還可在其他成型位置布置超聲波發(fā)生器101,以盡可能地避免樹脂浸潤(rùn)不良問題。也就是說,超聲波發(fā)生器101的位置、數(shù)量和稀疏程度并不僅限于圖中所示,可根據(jù)成型產(chǎn)品尺寸或工藝要求進(jìn)行改變。
如圖4所示,超聲波發(fā)生器101可包括能夠產(chǎn)生超聲波的超聲波換能器101a和連接到超聲波換能器101a的一端并能夠傳遞超聲波的振動(dòng)面板101b。振動(dòng)面板101b可與模具的型腔內(nèi)表面(例如,形成在所述內(nèi)殼體1上的型腔內(nèi)表面)隨形并呈薄片狀,以便以片材的形式嵌入在模具的型腔內(nèi)表面中,從而構(gòu)成用于成型葉片殼體的模具的型腔內(nèi)表面的一部分。因此,振動(dòng)面板101b可直接接觸樹脂和/或纖維、碳纖維或碳/?;祀s纖維鋪層,從而使超聲波通過振動(dòng)面板101b作用于成型樹脂以及纖維、碳纖維或碳/玻混雜纖維鋪層。具體地,超聲波換能器101a可將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩信號(hào)并將該高頻機(jī)械振蕩信號(hào)傳遞給與之相連的振動(dòng)面板101b,從而形成超聲波并使超聲波作用于灌注樹脂和鋪層。通??蓪⒊暡l率和功率控制在能夠充分促進(jìn)樹脂浸潤(rùn)的范圍,同時(shí)需要控制噪聲頻率在人耳可接受范圍,以便適合于生產(chǎn)應(yīng)用。
此外,超聲波發(fā)生器101還可包括用于容納超聲波換能器101a和振動(dòng)面板101b的盒體,使超聲波發(fā)生器101可通過所述盒體可拆卸地嵌入在模具殼體部中。
考慮到加熱系統(tǒng)2的加熱溫度可能對(duì)超聲波發(fā)生器101的影響,所述成型模具中的超聲波發(fā)生器101可采用耐溫等級(jí)超過80℃的超聲波發(fā)生器。
下面將參照?qǐng)D5詳細(xì)描述利用根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的超聲波輔助真空灌注成型模具來成型葉片殼體的成型方法。
采用根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的適于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片殼體成型的超聲輔助真空灌注成型模具來成型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片的葉片殼體的方法主要包括以下步驟:
步驟1:鋪層,將用于成型葉片的材料鋪設(shè)在成型模具中。具體地,將玻纖套材、預(yù)成型主梁、芯材等材料以及導(dǎo)流介質(zhì)5鋪放至葉片成型模具中。
作為示例,在葉片殼體生產(chǎn)時(shí),鋪層中的玻纖套材還可是碳纖維或碳纖/玻纖混雜織物。作為示例,鋪層時(shí)的導(dǎo)流介質(zhì)5可以是導(dǎo)流網(wǎng)或連續(xù)氈等的任何能夠促進(jìn)灌注過程中樹脂滲流速度的導(dǎo)流材料。
步驟2:布置導(dǎo)流系統(tǒng)和抽氣系統(tǒng),利用密封膠條12依次封一真空10和二真空11。這里,為了保險(xiǎn)起見,通常封兩道真空,以防止灌注樹脂過程中漏氣。
步驟3:密封抽真空和灌注樹脂,開啟真空泵7,當(dāng)檢驗(yàn)抽氣口8真空負(fù)壓達(dá)到-0.098MPa時(shí),保壓15min,如果檢測(cè)到壓降小于等于0.003MPa,則將樹脂和固化劑按照一定比例混合均勻后注入樹脂桶6,并打開注膠口9,進(jìn)行灌注樹脂。
步驟4:開啟超聲波發(fā)生器101,實(shí)時(shí)觀察模具上表面樹脂波前流動(dòng),樹脂可從鋪設(shè)的導(dǎo)流介質(zhì)5的中央最低點(diǎn)向兩側(cè)流動(dòng),當(dāng)樹脂波前流過成型模具中的超聲波發(fā)生器101(例如,振動(dòng)面板101b)所處位置預(yù)定距離(例如,100mm)后或者樹脂波前流過成型模具中的超聲波發(fā)生器101(例如,振動(dòng)面板101b)所處位置預(yù)定時(shí)間后,開啟該位置的超聲波發(fā)生器101。為了達(dá)到最佳的灌注效果,可根據(jù)成型位置所鋪設(shè)的鋪層厚度調(diào)節(jié)超聲波發(fā)生器的頻率和超聲波發(fā)生器的功率,葉根處的超聲波發(fā)生器的頻率可為50~80KHz,功率可為200~300W,后緣輔梁處的超聲波發(fā)生器的頻率可為40~60KHz,功率可為100~250W。也就是說,由于葉片殼體中葉根處的厚度相對(duì)較厚,通??蓪⑷~根處的超聲波發(fā)生器的頻率和功率控制為高于后緣輔梁處的超聲波發(fā)生器的頻率和功率。
步驟5:灌注完成后關(guān)閉超聲波發(fā)生器101,灌注完成后,使超聲波發(fā)生器101繼續(xù)振動(dòng)5min后再關(guān)閉超聲波發(fā)生器101,但不限于此。灌注完成后,可根據(jù)實(shí)際灌注環(huán)境溫度和樹脂滲透程度來調(diào)節(jié)超聲持續(xù)振動(dòng)時(shí)間,例如,可根據(jù)需要在5~20min之間調(diào)節(jié)。
步驟6:預(yù)固化,打開模具加熱系統(tǒng)2,將模具升溫至75℃,其后使模具保溫(例如,4小時(shí)左右)至樹脂固化到預(yù)定狀態(tài)。
在預(yù)固化過程,可根據(jù)使用的樹脂體系確定固化參數(shù)。作為示例,可以在60~85℃之間加熱固化。作為另一示例,也可以選擇常溫固化。
步驟7:關(guān)閉加熱器和脫模,關(guān)閉加熱器2的同時(shí)關(guān)閉真空泵7,使模具和產(chǎn)品降溫,完成葉片殼體的成型。
在降溫之后,粘貼預(yù)制腹板,并將兩個(gè)葉片殼體合模,合模后再次開啟加熱器,使粘接膠固化,最后關(guān)閉加熱器使產(chǎn)品降溫。在降溫之后,利用楔塊、吊繩和行車等輔助脫模裝置使產(chǎn)品脫模。
最終完成葉片的成型。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的成型模具還可用于葉片預(yù)成型體(例如,預(yù)制主梁、預(yù)制葉根、預(yù)制后緣輔梁和預(yù)制腹板)的成型。下面將參照?qǐng)D6描述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的通過超聲輔助真空灌注成型主梁的成型模具和成型工藝。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的成型模具主要包括模具殼體部(例如,包括模具內(nèi)殼體1、加熱系統(tǒng)2和模具外殼體3)和支撐部4。
加熱系統(tǒng)2可在樹脂預(yù)固化或固化時(shí)提供熱量。模具內(nèi)殼體1和模具外殼體3可由玻璃鋼形成以具有較大剛度,以便形成較大的型腔,并保護(hù)位于模具內(nèi)殼體1和模具外殼體3之間的加熱系統(tǒng)2。模具內(nèi)殼體1中形成有與將要成型的主梁外表面隨形的型腔內(nèi)表面,并可利用密封膠條12依次封一真空10和二真空11。這里,將模具陰模設(shè)計(jì)為包括內(nèi)殼體1和外殼體3,是為了方便放置和維修加熱系統(tǒng)2以及后面提到的超聲波發(fā)生器101,也可以將內(nèi)殼體和外殼體設(shè)置為一體。支撐部4可呈框架式并在其上端設(shè)置有連接支座,以支撐模具殼體部(例如,模具內(nèi)殼體1、加熱系統(tǒng)2和模具外殼體3的組合體),但不限于此。
此外,在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的成型模具中,檢驗(yàn)抽氣口8和注膠口9的作用和布置與第一實(shí)施例的成型模具中的布置類似,在此不再重復(fù)描述。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的超聲波發(fā)生器101的布置方法與第一實(shí)施例中的布置相似,即,可沿葉片主梁的環(huán)向或長(zhǎng)度方向布置超聲波發(fā)生器101,在主梁截面較厚部分均勻布置或根據(jù)截面厚度調(diào)整布置間距。以成型50m長(zhǎng)葉片的主梁為例,在主梁成型模具中,在鋪層厚度為50~60mm的中部,可采用大約2000mm的布置間距均勻布置超聲波發(fā)生器101,而根部和尖部區(qū)域中鋪層厚度逐漸減小,則可根據(jù)鋪層厚度適當(dāng)增大布置間距,使布置間距在2500mm~3500mm范圍變化。
下面將描述使用根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的超聲輔助真空灌注成型模具來成型葉片主梁的方法的工藝流程。
采用根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的適于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片主梁成型的超聲輔助真空灌注成型模具來成型主梁的方法包括以下步驟:
步驟1:鋪層,將單向玻纖布和導(dǎo)流介質(zhì)5鋪放至主梁成型模具中。
作為示例,在主梁成型時(shí),一般采用單向纖維織物,但不限于上述的單向玻纖布,還可為任何合適的碳纖維或碳纖/玻纖混雜織物。作為示例,鋪層時(shí)的導(dǎo)流介質(zhì)5可為導(dǎo)流網(wǎng)或連續(xù)氈,也可為任何促進(jìn)灌注過程中樹脂滲流速度的導(dǎo)流材料。
步驟2:布置導(dǎo)流系統(tǒng)和抽氣系統(tǒng),利用密封膠條12依次封一真空10和二真空11。這里,為了保險(xiǎn)起見,封兩道真空,以防止灌注過程中漏氣。
步驟3:密封抽真空和灌注樹脂,開啟真空泵7,當(dāng)檢驗(yàn)抽氣口8真空負(fù)壓達(dá)到-0.098MPa,如果滿足保壓15min后的壓強(qiáng)下降≤0.003MPa,則將樹脂和固化劑按照一定比例混合均勻后注入樹脂桶6,打開注膠口9,進(jìn)行灌注樹脂。
步驟4:開啟超聲波發(fā)生器101,實(shí)時(shí)觀察模具上表面樹脂波前流動(dòng),當(dāng)樹脂流過成型模具中的超聲波發(fā)生器101(例如,振動(dòng)面板101b)所處位置預(yù)定距離(例如,100mm)后或者預(yù)定時(shí)間后,開啟該位置的超聲波發(fā)生器101。為了達(dá)到最佳的灌注效果,可根據(jù)不同葉型的主梁厚度調(diào)節(jié)超聲波發(fā)生器的頻率和功率,作為示例,主梁成型時(shí)的超聲波發(fā)生器的頻率可為40~60KHz,功率可為100~300W。
步驟5:灌注完成后關(guān)閉超聲波發(fā)生器101,灌注完成后,使超聲波發(fā)生器101繼續(xù)振動(dòng)5min后再關(guān)閉超聲波發(fā)生器101,但不限于此。灌注完成后,可根據(jù)實(shí)際灌注環(huán)境溫度和樹脂滲透程度進(jìn)行調(diào)節(jié)超聲持續(xù)振動(dòng)時(shí)間,例如,可根據(jù)需要在5~20min之間調(diào)節(jié)。
步驟6:預(yù)固化,打開模具加熱系統(tǒng)2,將模具升溫至75℃,其后使模具保溫至樹脂固化完全。
在預(yù)固化過程,可根據(jù)使用的樹脂體系確定固化參數(shù)。作為示例,可以在60~85℃之間加熱固化。作為另一示例,也可以選擇常溫固化。
步驟7:關(guān)閉加熱器和脫模,關(guān)閉加熱器2的同時(shí)關(guān)閉真空泵7,使模具和產(chǎn)品降溫,并在降溫之后利用楔塊、吊繩和行車等輔助脫模裝置使產(chǎn)品脫模。
最終完成葉片主梁的成型。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中的模具內(nèi)設(shè)置有超聲波發(fā)生器,因此可在成型過程中為樹脂浸潤(rùn)纖維束提供額外的超聲波驅(qū)動(dòng)力,促進(jìn)樹脂的滲透,提高抽氣效率。同時(shí)可使纖維束變松散,有利于樹脂進(jìn)入纖維束內(nèi),增強(qiáng)微觀浸潤(rùn),提高纖維與樹脂之間的界面結(jié)合強(qiáng)度。因此,通過使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的成型模具和成型方法可改善葉根、后緣輔梁和主梁等部位的發(fā)白和干斑等缺陷,從而提高成型質(zhì)量。
此外,本發(fā)明的實(shí)施例中僅以真空灌注成型模具為例描述了通過設(shè)置超聲波發(fā)生器改善風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片的成型質(zhì)量的示例,但實(shí)施例不限于此。還可將該方法用于其他用于成型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片的封閉或不封閉成型模具中。
此外,本發(fā)明的實(shí)施例僅示出了將該成型模具和成型方法應(yīng)用于成型葉片殼體和主梁的示例,但實(shí)施例不限于此。還可將該超聲輔助灌注成型模具和成型方法類似地應(yīng)用于其他產(chǎn)品的成型,例如,預(yù)制葉根、預(yù)制后緣輔梁或者飛機(jī)殼體等其他通過纖維增強(qiáng)體和樹脂成型的產(chǎn)品。
此外,本發(fā)明的實(shí)施例僅示出了采用陰模模具進(jìn)行成型的示例,但實(shí)施例不限于此。還可將該超聲輔助成型裝置和方法應(yīng)用于陽(yáng)模成型方式。
根據(jù)本發(fā)明,提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片成型模具及成型方法,在不脫離權(quán)利要求限定的范圍的情況下,本領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)上述的技術(shù)特征進(jìn)行組合、修改和變型。