專利名稱：泡沫夾芯復合材料葉片及其制造工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及風力發(fā)電機技術領域，尤其涉及一種用于風力發(fā)電機的泡沫夾芯復合 材料葉片及其制造工藝。
背景技術：
葉片是風力發(fā)電機組有效捕獲風能的關鍵部件。葉片的材料越輕、強度和剛度越 高，葉片抵御載荷的能力就越強，葉片就可以做得越大，它的捕風能力也就越強。因此，輕質 高強、耐久性好的復合材料成為目前大型風力發(fā)電葉片的首選。泡沫夾芯復合材料葉片為現有的一種用于風力發(fā)電機的復合材料葉片，該葉片在 葉片殼體內部設置泡沫芯。泡沫夾芯復合材料葉片的傳統(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，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構強度不足等問題。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 的發(fā)泡模具，而且發(fā)泡需要大量時間，在成型過程中由于材料位置的不準確，葉片表面容易 產生氣泡。
發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的在于，提高葉片的上半殼體和下半殼體的粘接強度，并防止泡 沫夕卜溢。為了實現上述目的，本發(fā)明提供了一種泡沫夾芯復合材料葉片制造工藝，其特征 在于，所述制造工藝包括制造好預制件；用增強纖維和樹脂分別在上模具和下模具中成型上半殼體和下半殼體，在樹脂未 固化時，沿著下半殼體的邊緣放置預制件，使預制件的下半部緊貼下半殼體，預制件的上半 部位于下半殼體的外側；在下模具的模腔中澆注泡沫發(fā)泡料，然后再合上上模具并鎖緊，待樹脂固化完全 后脫模。進一步地，上述制造工藝先在預制件的外表面鋪一層纖維布，并涂上樹脂后再將 預制件放置在下半殼體上。本發(fā)明還提供了一種由上述制造工藝制造的泡沫夾芯復合材料葉片，該葉片包括 葉片殼體和在葉片殼體內的泡沫芯，葉片殼體由用增強纖維和樹脂成型的上半殼體和下半 殼體粘接一起構成，葉片還包括在上半殼體和下半殼體的結合面處并夾在葉片殼體和泡沫 芯之間的預制件。進一步地，在葉片殼體和預制件之間設置一層用于將二者粘接的復合材料層，復 合材料層由纖維布和涂在其上的樹脂構成。
本發(fā)明在澆注泡沫發(fā)泡料后合模，泡沫發(fā)泡料的發(fā)泡推動力迫使預制件緊貼上半 殼體和下半殼體，使上半殼體和下半殼體緊緊粘接在一起，并阻隔泡沫從結合面處外溢，增 強了葉片的強度，并且減少模具投入、提高了生產效率和成品率。復合材料層進一步增強了 上半殼體和下半殼體的粘接效果。
圖1為反映本發(fā)明制造工藝的剖視圖；
圖2為本發(fā)明泡沫夾芯復合材料葉片剖視圖。下面結合附圖對本發(fā)明作詳細描述。
具體實施例方式參見圖1，本發(fā)明在制造泡沫夾芯復合材料葉片時，先用簡易模具成型預制件2， 然后用增強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，先在預制件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 布上的樹脂共同構成了復合材料層5，待樹脂浸透纖維布后沿著下半殼體12的邊緣放置預 制件2，通過復合材料層5使預制件2的下半部緊貼下半殼體12，而預制件2的上半部位于 下半殼體12的外側。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)泡推動力迫使預制件2緊貼復合材料層5， 復合材料層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，預制件2阻隔泡沫從上半殼體11和下半殼體12的結合面101處外溢，增強了葉 片的強度，并且減少了模具投入、提高了生產效率和成品率。泡沫發(fā)泡料發(fā)泡后形成泡沫芯 3，此時的狀態(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。 復合材料層5進一步增強了上半殼體11和下半殼體12的粘接效果。上半殼體11和下半殼體12由樹脂和增強纖維復合的復合材料成型，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，增強纖維可以是玻璃纖維或 碳纖維等。玻璃纖維的價格僅為碳纖維價格的1/10左右，具有價格低廉的優(yōu)點。碳纖維的 剛度大約是玻璃纖維的3倍，制成復合材料剛度約是玻璃鋼的兩倍，而且碳纖維具有導電 性，還可以有效地避免雷擊對葉片造成損傷。纖維布的材質為增強纖維，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纖維和樹脂相一致的材質。泡沫 發(fā)泡料可以采用PVC硬質泡沫、balsa輕木、PET泡沫和SAN泡沫等。預制件優(yōu)選采用復合 材料，更優(yōu)選采用與上半殼體或下半殼體一樣的材料。參見圖2，本發(fā)明的泡沫夾芯復合材料葉片包括由用增強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粘接一起構成葉片殼體，泡沫芯3在葉 片殼體內部。預制件2和復合材料層5設置在上半殼體11和下半殼體12的結合面101處， 并且夾在葉片殼體和泡沫芯3之間。復合材料層5在葉片殼體和預制件2之間，預制件2 在復合材料層5和泡沫芯3之間。復合材料層5由纖維布和涂在其上的樹脂構成，復合材 料層5將預制件2粘接到上半殼體11和下半殼體12上，復合材料層5進一步增強了上半 殼體11和下半殼體12的粘接效果。本發(fā)明泡沫夾芯復合材料葉片制造工藝可以省去在預制件的外表面鋪一層纖維布并涂上樹脂的步驟，這樣在上半殼體和下半殼體中的樹脂未固化時，直接沿著下半殼體 的邊緣放置預制件，使預制件的下半部的外表面緊貼下半殼體，預制件的上半部位于下半 殼體的外側。與此 相對應，泡沫夾芯復合材料葉片不包括在葉片殼體和預制件之間、用于將 葉片殼體和預制件粘接的復合材料層。
權利要求
一種泡沫夾芯復合材料葉片制造工藝，其特征在于，所述制造工藝包括制造好預制件；用增強纖維和樹脂分別在上模具和下模具中成型上半殼體和下半殼體，在所述樹脂未固化時，沿著所述下半殼體的邊緣放置所述預制件，使所述預制件的下半部緊貼所述下半殼體，所述預制件的上半部位于所述下半殼體的外側；在所述下模具的模腔中澆注泡沫發(fā)泡料，然后再合上上模具并鎖緊，待所述樹脂固化完全后脫模。
2.根據權利要求1所述的制造工藝，其特征在于，先在所述預制件的外表面鋪一層纖 維布，并涂上樹脂，再將所述預制件放置在所述下半殼體上。
3.根據權利要求2所述的制造工藝，其特征在于，所述纖維布的材質與所述上半殼體 或下半殼體中的增強纖維相同。
4.根據權利要求1-3任一項所述的制造工藝，其特征在于，所述增強纖維為碳纖維或 玻璃纖維。
5.根據權利要求1所述的制造工藝，其特征在于，所述預制件由復合材料成型。
6.一種泡沫夾芯復合材料葉片，包括葉片殼體和在葉片殼體內的泡沫芯，所述葉片殼 體由用增強纖維和樹脂成型的上半殼體和下半殼體粘接一起構成，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合面處并夾在所述葉片殼體和所述泡沫芯之間的 預制件。
7.根據權利要求6所述的泡沫夾芯復合材料葉片，其特征在于，在所述葉片殼體和所 述預制件之間設置一層用于將二者粘接的復合材料層，所述復合材料層由纖維布和涂在其 上的樹脂構成。
8.根據權利要求7所述的泡沫夾芯復合材料葉片，其特征在于，所述纖維布的材質與 所述上半殼體或下半殼體中的增強纖維相同。
9.根據權利要求6-8任一項所述的泡沫夾芯復合材料葉片，其特征在于，所述增強纖 維為碳纖維或玻璃纖維。
10.根據權利要求6所述的泡沫夾芯復合材料葉片，其特征在于，所述預制件由復合材 料成型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種泡沫夾芯復合材料葉片及其制造工藝，該制造工藝包括制造好預制件；用增強纖維和樹脂分別在上模具和下模具中成型上半殼體和下半殼體，在樹脂未固化時，沿著下半殼體的邊緣放置預制件，使預制件的下半部緊貼下半殼體，預制件的上半部位于下半殼體的外側；在下模具的模腔中澆注泡沫發(fā)泡料，然后再合上上模具并鎖緊，待樹脂固化完全后脫模。本發(fā)明在澆注泡沫發(fā)泡料后合模，泡沫發(fā)泡料的發(fā)泡推動力迫使預制件緊貼上半殼體和下半殼體，使上半殼體和下半殼體緊緊粘接在一起，并阻隔泡沫從接縫處外溢，增強了葉片的強度，并且減少模具投入、提高了生產效率和成品率。
文檔編號F03D11/00GK101844387SQ201010186698
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權日2010年5月28日
發(fā)明者張尊宇 申請人:無錫韋伯風能技術有限公司