风机叶片制备先进材料

3    叶片的成型工艺 
    现在的叶片成型工艺一般是先在各专用模具上分别成型叶片蒙皮、主梁及其他部件，然后在主模具上把两个蒙皮、主梁及其它部件胶接组装在一起，合模加压固化后制成整体叶片。具体成型工艺又大致可分为七种：①手糊；②真空灌注成型；③树脂传递模塑（RTM）；④树脂浸渍工艺（SCRMIP）；⑤纤维缠绕工艺（FW）⑥木纤维环氧饱和工艺（WEST)；⑦模压。上述工艺中，①、④、⑤和⑥是开模成型工艺，而②、③和⑦是闭模模塑工艺。
    传统的叶片生产一般采用开模工艺，生产过程中会有大量的苯乙烯等挥发性有毒气体产生，给操作者和环境带来危害。另一方面，随着叶片尺寸的增加，为保证发电机运行平稳和塔架安全，必须保证叶片重量轻且质量分布均匀，这就促使叶片生产工艺由开模向闭模发展。采用闭模工艺，如现在常用的真空灌注成型工艺，不但可大幅降低成型过程中苯乙烯的挥发，且更易精确控制树脂含量，从而保证复合材料叶片质量分布的均匀性，可提高叶片的质量稳定性。
    下面详细介绍一下真空灌注成型工艺。真空灌注成型工艺是将纤维增强材料直接铺放在模具上，在纤维增强材料上铺设一层剥离层，剥离层通常是一层很薄的低孔隙率、低渗透率的纤维织物，剥离层上铺放高渗透介质，然后用真空薄膜包覆及密封。树脂灌注体系如图1所示，模具用薄膜包覆密封，真空泵抽气至负压状态。各铺层如图1所示，脱模布为一层易剥离的低孔隙率的纤维织物，导流布为高渗透率的介质，导流管分布在导流布的上面。树脂通过进胶管进入整个体系，通过导流管引导树脂流动的主方向，导流布使树脂分布到铺层的每个角落，固化后剥离脱模布，从而得到密实度高，含胶量低的铺层结构。
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    由于整个工装系统是密闭的，在真空灌注成型中有机挥发物非常少，改善了劳动条件，减少了操作者与有害物质的接触，满足了人们对环保的要求，改善了工作环境，工艺操作简单。同时从制品性能上来说，真空辅助可充分消除气泡，降低制品空隙率，能有效控制产品的含胶量，生产受人为因素影响小，产品的质量稳定性高，重现性能好，制品的表观质量好，铺层相同且厚度薄，强度高，相对于手糊成型拉伸强度提高20%以上。该工艺对模具要求不高，模具制作相对简单。与传统工艺相比，其模具成本可以降低50一70％。
    真空灌注成型工艺对树脂粘度的要求较为严格，一般粘度控制在300cps以下。所选的树脂应具有较好的力学性能、耐腐蚀和固化收缩小。增强材料要求对树脂的流动阻力小、浸润性好、机械强度高、铺覆性好（增强材料无皱折、无断裂、无撕裂的情况下能够容易地制成与工作相同形状）、质量均匀性好，工艺流程见图2。