用于制造风力涡轮机叶片的方法及生产线技术

一种使用树脂传递模塑工艺制造风力涡轮机叶片的方法及生产线，风力涡轮机叶片具有包括基体材料和纤维增强材料的复合壳体结构。所述方法包括生产线（30），在生产线中风力涡轮机叶片形成在多个模具（40，50）中。多个模具（40，50）的每个包括至少第一模具部件（41、51），至少第一模具部件包括第一模具腔（42，52）。所述生产线（30）还包括可以沿着生产线（30）移动的起重台架装置（35）。所述方法包括下列步骤：a）利用起重台架装置（35）将纤维增强材料布置在第一模具（40）的第一模具腔（42）中；b）沿着生产线（30）移动起重台架装置（35）到第二模具（50）；以及c）供应可固化复合材料进入第一模具（40）的第一模具腔（42）中，同时基本上同时地利用起重台架装置（35）将纤维增强材料布置在第二模具（50）的第一模具腔（52）中。所述生产线（30）包括用于形成风轮叶片的多个模具（40，50，60）。多个模具（40，50，60）的每个包括至少第一模具部件（41，51，61），至少第一模具部件包括第一模具腔（42，52，62）。

【技术实现步骤摘要】
用于制造风力涡轮机叶片的方法及生产线本专利技术是2011年9月6日提交的、申请号为201080010755.X以及名称为“用于制造风力涡轮机叶片的方法及生产线”的分案申请。
本专利技术涉及一种使用树脂传递模塑工艺制造风力涡轮机叶片的方法，风力涡轮机叶片具有复合壳体结构，该复合壳体结构包括基体材料和纤维增强材料。本专利技术还涉及一种使用树脂传递模塑工艺制造风力涡轮机叶片的生产线，风力涡轮机叶片具有包括基体材料和纤维增强材料的复合壳体结构。
技术介绍
利用项目导向制造方法制造风力涡轮机叶片是已知的，例如在该方法中在同一工作车间中模塑和组装每个风力涡轮机叶片，此后风力涡轮机叶片被任选地移动到另一个工作车间，通常为精加工工作车间，在那里切割、修剪、喷漆风力涡轮机叶片，并且将最终配件安装在风力涡轮机叶片上。风力涡轮机叶片通常由纤维增强聚合物制成，并且通常用模具制造为壳体部件，其中叶片型面的上侧和下侧（通常分别为压力侧和吸力侧）分别通过布置玻璃纤维垫在两个模具部件的每个中并且其注射液态树脂（该树脂随后被固化）来单独地制造。此后，两个半部通常借助内凸缘部件胶接在一起。在上叶片半部被下降到下叶片半部上之前，胶体被应用到下叶片半部的内表面，或者反之亦然。此外，在胶接到上叶片半部之前，一个或两个增强型面（梁）通常附接到下叶片半部的内侧。用于风力涡轮机叶片的壳体部件通常借助VARTM（真空辅助树脂传递模塑）制造为纤维复合结构，其中液态聚合物，也称为树脂，被填充进模具腔，在其中纤维增强材料已经事先嵌入，并且其中在模具腔内产生真空，由此吸入聚合物。聚合物可以是热固性塑料或热塑性塑料。真空注入或VARTM是用于模制纤维复合模制件的工艺，其中均匀分布的纤维被分层堆放在其中一个模具部件中，纤维是粗纱，即成捆的纤维带，粗纱带，或垫，其是由单个纤维制造的毛毡垫或由纤维粗纱制造的编织垫。第二模具部件通常由弹性真空包制成，并且按顺序被放置在纤维增强材料的顶部上。通过在模具部件的内侧与真空包之间的模具腔中产生通常为总真空的80%到95%的真空，液态聚合物可以被吸入并且填充内含有的纤维增强材料的模具腔。所谓的分布层或分布管，也称为入口通道，被使用在真空包与纤维增强材料之间以便获得尽可能全面的和高效的聚合物分布。在大多数情况下，应用的聚合物是聚酯或环氧树脂，并且纤维增强大多数是基于玻璃纤维和/或碳纤维。众所周知的，用于制造大物体的模具，例如风力涡轮机叶片，可以由两个模具部件组成，它们被绕纵向铰接线地闭合，其中铰链是被动的，即，使用升降架来绕着用于关闭和打开模具的铰接线提升其中一个模具部件。当制造风力涡轮机叶片时，闭合模具以便于将两个叶片壳体半部胶接在一起，所述壳体半部在单独的模具部件中被制造。可替代地，风力涡轮机叶片可以如在EP1310351中公开的那样制造。然而，由于对风力涡轮机的要求日益提高，越来越发现难以将常规的项目导向制造方法按比例调节来适应所述要求，原因如下面所列出的若干个：首先，项目导向制造方法要求制造风力涡轮机叶片所需要的所有材料，例如树脂和纤维增强材料，必须输运到每个工作车间，这对后勤要求很高。其次，每个车间必须装配有在处理中的每个单个制造步骤所必须的工具和器械，其产生物力开支。此外，常规项目导向制造方法在每个单个工作车间中都需要模具，这是昂贵的，因为模具的制造和维护是耗时的并且因此是昂贵的。并且，常规项目导向制造方法占用大量空间，并且因为在每个工作车间的工人必须执行各种制造步骤，会有制造的风力涡轮机叶片的质量可能变差的风险。EP2014449A公开了一种用于通过摊开、切割和热成型来生产复合材料的宽部件的工具和方法。所述工具包括两个相同工作台，以及具有用于在两个工作台上操作的工具头的起重台架。每个工作台设有在其上展开和切割纤维材料的柔性膜。随后，部件在热成型处理中被成型，其中包括柔性成型膜的工具在由加热装置供应的热的影响下使纤维材料变形。根据EP2014449A的说明书，该设备的重要特征是，它具有就地层叠、切割和通过加热装置形成分层复合材料的能力。然而，这种使用柔性膜成型工具的热成型处理和使用用于加热工件到热成型所需高温的装置是与使用树脂传递模塑工艺生产高精度风力涡轮机叶片不相容的。因此本专利技术的目的是获得一种制造风力涡轮机叶片的新方法和生产线，其克服或减轻现有技术的至少一个缺点或者其提供有用的替代。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过一种包括生产线的方法来获得，其中风力涡轮机叶片形成在多个模具中，多个模具的每个包括至少第一模具部件，第一模具部件包括第一模具腔，所述生产线还包括可以沿着生产线移动的起重台架装置，其中所述方法包括下列步骤：a）利用起重台架装置将纤维增强材料布置在第一模具的第一模具腔中；b）沿着生产线移动起重台架装置到第二模具；以及c）供应可固化基体材料进入第一模具的第一模具腔中，同时基本上同时地利用起重台架装置将纤维增强材料布置在第二模具的第一模具腔中。由此提供了一种方法，借助该方法可以利用更少的物力，例如模具和工具，来制造风力涡轮机叶片，或者由于当与常规项目导向制造方法相比时增加了每单位时间制造的风力涡轮机叶片的数量，所以另外地还提高了产量。作为实例，所述方法可以在具有三个模具和一个起重台架装置的结构中将每24小时的产量从3个风力涡轮机叶片提高到6个。因为起重台架装置是相对于多个模具可移动的，所述方法进一步规定，起重台架装置可以装配有专用于由起重台架装置实施制造步骤，即设置纤维增强材料，的专门的且先进的装置，因为所述方法减少需要的起重台架的数量。然而，所述方法还将与多个起重台架一起工作，例如2、3、4或5个，但是成本就不会那么划算了。可替代地或附加地，起重台架装置可以由专业工人来操控，其在起重台架装置处所执行制造步骤方面是熟练的并且训练有素的。然而，起重台架装置也可以是自动化的，例如通过使用机器人，以便需要更少的工人。也可以指望自动化来额外地提高制造的风力涡轮机叶片的质量。供应的可固化基体材料通常被注入并且优选地是树脂，例如聚酯、乙烯酯、或环氧树脂。基体材料通过使用树脂传递模塑（RTM）来注射，其中使用正压差来注射树脂进入模具腔，或者通过使用真空辅助树脂传递模塑（VARTM），其中低压力形成在模具腔中，从而抽吸液态树脂进入模具腔。生产线还可以包括与多个模具相关的多个工作站。在每个模具处设置至少一个工作台，并且多个工作台优选地装配有用于执行RTM和/或VARTM并且用于闭合模具以及将网组装在风力涡轮机叶片内的工具和器械。多个模具是相对于生产线静止的，但是多个模具的每个的第一模具部件和/或第二模具部件是可操作的，以便它们可以被装配并且形成闭合模具组件。在多个模具的每个的第一模具腔内布置纤维增强材料优选地仅通过使用起重台架装置来实施，而剩余的必要制造步骤在设置在多个模具的每个处的工作站中的每一个处实施。多个模具优选地沿着生产线被布置在彼此的延长线上，优选地以便它们形成基本上笔直的生产线，并且多个模具甚至更优选地被设置在彼此的纵向延长线上，然而所述方法也可以由具有相对于生产线的歪斜或甚至垂直取向的多个模具来执行。根据第一实施例，所述方法还包括下述步骤：d）沿着生产线移动起重台架装置到第三模具，e）供应可固化基体材料进入第二模具的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用树脂传递模塑工艺制造风力涡轮机叶片的方法，风力涡轮机叶片具有包括基体材料和纤维增强材料的复合壳体结构，其特征在于，所述方法包括生产线（30），在该生产线中风力涡轮机叶片形成在多个模具（40、50、60）中，多个模具（40、50、60）的每个包括至少一个模具部件（41、51、61），所述至少一个模具部件包括模具腔（42、52、62），其中所述生产线（30）还包括可沿着生产线（30）移动的起重台架装置（35），所述方法包括下列步骤：a）利用起重台架装置（35）将纤维增强材料布置在第一模具（40）的至少一个模具腔（42）中；b）沿着生产线（30）移动起重台架装置（35）到第二模具（50）；以及c）供应可固化基体材料进入第一模具（40）的至少一个模具腔（42）中，同时基本上同时地利用起重台架装置（35）将纤维增强材料布置在第二模具（50）的至少一个模具腔（52）中。

【技术特征摘要】
2009.03.06 EP 09154539.21.一种使用树脂传递模塑工艺制造风力涡轮机叶片的方法，风力涡轮机叶片具有包括基体材料和纤维增强材料的复合壳体结构，其特征在于，所述方法包括生产线（30），在该生产线中风力涡轮机叶片形成在多个模具（40、50、60）中，多个模具（40、50、60）的每个包括至少一个模具部件（41、51、61），所述至少一个模具部件包括模具腔（42、52、62），其中所述生产线（30）还包括可沿着生产线（30）移动的起重台架装置（35），所述方法包括下列步骤：a）利用起重台架装置（35）将纤维增强材料布置在第一模具（40）的至少一个模具腔（42）中；b）沿着生产线（30）移动起重台架装置（35）到第二模具（50）；以及c）供应可固化基体材料进入第一模具（40）的至少一个模具腔（42）中，同时基本上同时地利用起重台架装置（35）将纤维增强材料布置在第二模具（50）的至少一个模具腔（52）中。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括下列步骤：d）沿着生产线（30）移动起重台架装置（35）到第三模具（60）；e）供应可固化基体材料进入第二模具的至少一个模具腔（52）中，同时基本上同时地利用起重台架装置（35）将纤维增强材料布置在第三模具（60）的至少一个模具腔（62）中。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一模具（40）包括至少第一模具部件（41）和第二模具部件（43），它们可以装配来形成闭合的第一模具组件（46），每个模具部件（41，43）都包括模具腔（42，44）。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述方法还包括步骤：-基本上与步骤a）同时地闭合第二模具（50）并且供应可固化基体材料进入第三模具（60）的至少一个模具腔（62），和/或-基本上与步骤c）同时地闭合第三模具（60），和/或-基本上与步骤e）同时地闭合第一模具（40），和/或-沿着生产线（30）移动起重台架装置（35）到第一模具（40）。5.根据权利要求1或2所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：DA博尔斯廷，Q周，JJ范德泽，
申请(专利权)人：LM玻璃纤维制品有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK