一种使用碳纤维拉挤型材与玻璃纤维织物混合制造风电叶片主梁、辅梁的方法技术

本发明专利技术公开了一种使用碳纤维拉挤型材与玻璃纤维织物混合制造风电叶片主梁、辅梁的方法。本发明专利技术采用碳纤维拉挤型材和玻璃纤维共同真空灌注一体成型，碳纤维拉挤型材内的碳纤维非常直，强度大，力学性能优，相比铺设碳纤维灌注树脂，可大大提高结构可靠性，能保证风电叶片安全运行；并且拉挤型材可以是四周圆角的矩形或者是可由设计而定的其它截面形状，非常灵活，从而可以大大提高叶片制造效率和随形性，提高制造效率。并且本发明专利技术可大大降低重量和制造成本，经济效益好，且能满足叶片的力学性能要求。

Method for manufacturing main girder and auxiliary beam of wind power blade by mixing carbon fiber pultrusion section and glass fiber fabric

The invention discloses a method for manufacturing main beam and auxiliary beam of wind turbine blade by mixing carbon fiber pultrusion profile and glass fiber fabric. The carbon fiber pultrusion profile and glass fiber are used to form a vacuum in one molding. The carbon fiber in the extruded section of the carbon fiber is very straight, the strength is great, the mechanical properties are excellent. Compared with the carbon fiber filling resin, the structure reliability can be improved greatly and the wind turbine blade can be safe and safe, and the pultrusion profile can be four. The rectangle of the circumference angle, or the shape of other sections that can be designed, is very flexible, which can greatly improve the efficiency and shape of the blade, and improve the manufacturing efficiency. The invention can greatly reduce weight and manufacturing cost, has good economic benefit, and can meet the mechanical performance requirements of the blade.

【技术实现步骤摘要】
一种使用碳纤维拉挤型材与玻璃纤维织物混合制造风电叶片主梁、辅梁的方法
本专利技术涉及一种碳纤维拉挤型材与玻璃纤维织物混合制造风电叶片主梁、辅梁的方法。
技术介绍
随着风电叶片的长度越来越长，风电叶片的刚度成为影响风电叶片经济性的一个重要指标。而一般为了保持刚度，有的解决方案是直接选全碳纤维的拉挤型材堆叠在一起。或者整个厚度都采用碳纤维织物来灌注成型，这些方案的成本上升非常高。前者的拉挤型材之间不一定能够完全被灌注树脂浸润，而且即使是有缺陷也难以发现，后者中的碳纤维织物容易出现皱褶，也不容易被发现，产品质量不可控。另外现有技术大量采用玻璃纤维织物，但是该种方法易导致叶片非常重，会引起非常大的机组载荷风机整体的竞争优势低下。而采用碳纤维和玻璃纤维一起灌注制备风电叶片主梁或辅梁时，由于碳纤维和玻璃纤维的性质差异，在灌注成型时，易出现灌注不均匀，力学性能不达标情况，从而出现叶片性能达不到预期的问题。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，采用提供一种结构、工艺设计合理，成本上升适当，重量轻，刚性强度高，抗拉压性能好，力学性能优异的风电叶片主梁、辅梁的方法。本专利技术制备得到的风电叶片主梁或辅梁的可满足长度长达50米以上的风机叶片的生产需求，成本适中。技术方案：为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种使用碳纤维拉挤型材与玻璃纤维织物混合制造风电叶片主梁、辅梁的方法，包括以下步骤：1)首先准备风电叶片的主梁模具；2)在主梁模具的凹槽内铺设脱模布；3)然后在脱模布上表面铺设若干层玻璃纤维织物；4)然后在玻璃纤维织物上表面铺设碳纤维拉挤型材，使碳纤维拉挤型材间隔均匀铺满在主梁模具内，并使碳纤维拉挤型材靠近主梁模具的边缘；5)然后在碳纤维拉挤型材的上方铺设玻璃纤维织物；6)并在碳纤维拉挤型材的两端铺放玻璃织物，将碳纤维拉挤型材两端的斜坡用玻璃织物完全覆盖；7)然后在玻璃纤维织物上表面铺设脱模布覆盖起来；8)然后在脱模布上铺设导流网，再用密封胶条将VAP膜固定在导流网上方；9)将吸胶毡定位在VAP膜的上方，且在吸胶毡上布置抽气管路，在导流网的上方布置欧米伽管；10)使用密封胶条将真空袋粘在模具上，抽真空，使得模具和真空袋之间形成稳定真空；11)将环氧树脂通过欧米茄管和导流网灌注到主梁模具内，使得碳纤维拉挤型材和玻璃纤维织物一体成型；然后加热固化；12)脱模后经过修整，制备得到风电叶片主梁或辅梁。作为优选方案，以上所述的使用碳纤维拉挤型材与玻璃纤维织物混合制造风电叶片主梁、辅梁的方法，其特征在于，步骤4)中，在玻璃纤维织物上表面铺设一层碳纤维拉挤型材，拉挤型材的截面形状和尺寸可以变化；碳纤维拉挤型材在横向所占的宽度、位置可以变化；且在厚度方向所处的位置可以变化。作为优选方案，以上所述的使用碳纤维拉挤型材与玻璃纤维织物混合制造风电叶片主梁、辅梁的方法，玻璃纤维织物的层数为1-100，玻璃纤维织物为单向布或者双轴布。作为优选方案，以上所述的使用碳纤维拉挤型材与玻璃纤维织物混合制造风电叶片主梁、辅梁的方法，步骤3)中，在脱模布与玻璃纤维织物之间也可铺设导流网。将环氧树脂从上方和下方均通过欧米茄管和导流网灌注到主梁模具内。作为优选方案，以上所述的使用碳纤维拉挤型材与玻璃纤维织物混合制造风电叶片主梁、辅梁的方法，碳纤维拉挤型材采用碳纤维和树脂通过拉挤工艺制备得到。欧米茄管的结构包括开孔的平面底板和粘结在开孔的平面底板上的半圆形结构，或者欧米茄管可参考中国专利20152091150.7。有益效果：本专利技术提供的一种碳纤维拉挤型材与玻璃纤维织物混合制造风电叶片主梁、辅梁的方法和现有技术相比具有以下优点：(1)本专利技术采用碳纤维拉挤型材和玻璃纤维共同灌注一体成型，碳纤维拉挤型材非常直，强度大，力学性能优，相比铺设碳纤维灌注树脂，可大大提高力学可靠性，能保证风电叶片安全运行；并且拉挤型材可以是四周圆角的矩形或者是可由设计而定的其它截面形状，非常灵活，从而可以大大提高叶片制造效率和随形性，提高制造效率。(2)在本专利技术中，碳纤维拉挤片材被布置在模具的底部，布置在玻璃纤维上的导流网将树脂从上向下灌注达到拉挤片材，树脂在玻纤中流动，灌注非常简单，稳定，容易控制。本专利技术制备得到的风电叶片主梁、辅梁，拉挤型材中的碳纤维可充分发挥碳纤维高模量的作用，使得主梁和辅梁的重量大大降低，相比纯玻璃纤维主梁，本专利技术能够在全玻纤主梁重量的基础上降低20％的重量，利用此技术在相同的叶片上可以提高叶片抗载荷能力，从而允许该叶片用于更高风区，以提增加发电量；或者在保持疲劳载荷不变的情况下设计更长的叶片，大幅增加发电量。附图说明图1为本专利技术所述的风电叶片主梁、辅梁的制备过程示意图。图2为本专利技术另一种风电叶片主梁、辅梁的制备过程示意图。图3为本专利技术步骤6)在碳纤维拉挤型材(4)的两端铺放玻璃织物(5)的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。实施例1如图1和图3所示：一种使用碳纤维拉挤型材与玻璃纤维织物混合制造风电叶片主梁、辅梁的方法，包括以下步骤：1)首先准备风电叶片的主梁模具1；2)在主梁模具1的凹槽内铺设脱模布2；3)然后在脱模布2上表面铺设1-100层单向玻璃纤维织物3；4)然后在玻璃纤维织物3上表面铺设一层碳纤维拉挤型材4，使碳纤维拉挤型材4间隔均匀铺满在主梁模具1内，并使碳纤维拉挤型材4靠近主梁模具1的边缘；5)然后在碳纤维拉挤型材4的上方铺设玻璃纤维织物3；6)并在碳纤维拉挤型材4的两端铺放玻璃织物5，将碳纤维拉挤型材4两端的斜坡用玻璃织物5完全覆盖；7)然后在玻璃纤维织物3上表面铺设脱模布2覆盖起来；8)然后在脱模布2上铺设导流网6，再用密封胶条9将VAP膜8固定在导流网6上方；9)将吸胶毡10定位在VAP膜8的上方，且在吸胶毡10上布置抽气管路11，在导流网6的上方布置欧米伽管7；10)使用密封胶条9将真空袋12粘在模具上，抽真空，使得模具1和真空袋12之间形成稳定真空；11)将环氧树脂通过欧米茄管7和导流网6灌注到主梁模具1内，使得碳纤维拉挤型材4和玻璃纤维织物3一体成型；然后加热60度固化；12)脱模后经过修整，制备得到风电叶片主梁或辅梁。实施例2如图2和图3所示：一种使用碳纤维拉挤型材与玻璃纤维织物混合制造风电叶片主梁、辅梁的方法，包括以下步骤：1)首先准备风电叶片的主梁模具1；2)在主梁模具1的凹槽内铺设脱模布2；3)然后在脱模布2上表面铺设导流网6，然后在导流网6上铺设1～100层双轴玻璃纤维织物3；4)然后在玻璃纤维织物3上表面铺设一层碳纤维拉挤型材4，使碳纤维拉挤型材4间隔均匀铺满在主梁模具1内，并使碳纤维拉挤型材4靠近主梁模具1的边缘；5)然后在碳纤维拉挤型材4的上方铺设玻璃纤维织物3；6)并在碳纤维拉挤型材4的两端铺放玻璃织物5，将碳纤维拉挤型材4两端的斜坡用玻璃织物5完全覆盖；7)然后在玻璃纤维织物3上表面铺设脱模布2覆盖起来；8)然后在脱模布2上铺设导流网6，再用密封胶条9将VAP膜8固定在导流网6上方；9)将吸胶毡10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用碳纤维拉挤型材与玻璃纤维织物混合制造风电叶片主梁、辅梁的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)首先准备风电叶片的主梁模具(1)；2)在主梁模具(1)的凹槽内铺设脱模布(2)；3)然后在脱模布(2)上表面铺设若干层玻璃纤维织物(3)；4)然后在玻璃纤维织物(3)上表面铺设碳纤维拉挤型材(4)，使碳纤维拉挤型材(4)均匀铺满在主梁模具(1)内，根据设计使碳纤维拉挤型材(4)靠近主梁模具(1)的边缘；5)然后在碳纤维拉挤型材(4)的上方铺设玻璃纤维织物(3)；6)并在碳纤维拉挤型材(4)的两端铺放玻璃织物(5)，将碳纤维拉挤型材(4)两端的斜坡用玻璃织物(5)完全覆盖；7)然后在玻璃纤维织物(3)上表面铺设脱模布(2)覆盖起来；8)然后在脱模布(2)上铺设导流网(6)，再用密封胶条(9)将VAP膜(8)固定在导流网(6)上方；9)将吸胶毡(10)定位在VAP膜(8)的上方，且在吸胶毡(10)上布置抽气管路(11)，在导流网(6)的上方布置欧米伽管(7)；10)使用密封胶条(9)将真空袋(12)粘在模具上，抽真空，使得模具(1)和真空袋(12)之间形成稳定真空；11)将环氧树脂通过欧米茄管(7)和导流网(6)灌注到主梁模具(1)内，使得碳纤维拉挤型材(4)和玻璃纤维织物(3)一体成型；然后加热固化；12)脱模后经过修整，制备得到风电叶片主梁或辅梁。...

【技术特征摘要】
1.一种使用碳纤维拉挤型材与玻璃纤维织物混合制造风电叶片主梁、辅梁的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)首先准备风电叶片的主梁模具(1)；2)在主梁模具(1)的凹槽内铺设脱模布(2)；3)然后在脱模布(2)上表面铺设若干层玻璃纤维织物(3)；4)然后在玻璃纤维织物(3)上表面铺设碳纤维拉挤型材(4)，使碳纤维拉挤型材(4)均匀铺满在主梁模具(1)内，根据设计使碳纤维拉挤型材(4)靠近主梁模具(1)的边缘；5)然后在碳纤维拉挤型材(4)的上方铺设玻璃纤维织物(3)；6)并在碳纤维拉挤型材(4)的两端铺放玻璃织物(5)，将碳纤维拉挤型材(4)两端的斜坡用玻璃织物(5)完全覆盖；7)然后在玻璃纤维织物(3)上表面铺设脱模布(2)覆盖起来；8)然后在脱模布(2)上铺设导流网(6)，再用密封胶条(9)将VAP膜(8)固定在导流网(6)上方；9)将吸胶毡(10)定位在VAP膜(8)的上方，且在吸胶毡(10)上布置抽气管路(11)，在导流网(6)的上方布置欧米伽管(7)；10)使用密封胶条(9)将真空袋(...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔光辉，刘卫生，黄辉秀，陈礼贵，于永峰，
申请(专利权)人：连云港中复连众复合材料集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32