制造复合层压结构的方法技术

本公开内容提供一种借助于树脂传递模制，优选为真空辅助的树脂传递模制来制造风轮机叶片部分的复合层压结构的方法(500)。在树脂传递模制中，纤维增强材料是在模腔中用液态树脂进行浸渍。模腔包括刚性模具部分，其具有限定风轮机叶片部分的表面的模具表面。该方法包括将以下交错地堆叠在刚性模具部分上：i. 包括导电纤维如碳纤维(42a,42b)的许多单向纤维增强层(42,46)，以及ii. 用于在纤维增强层的注入期间增强树脂的流动的流动增强的织物层(70)，流动增强的织物层包括由第一材料制成的开放结构层(71)，其中流动增强的织物层包括纵向方向和横向方向。流动增强的织物层还包括由第二材料制成的纤维丝或纤维束(72)，第二材料是导电材料，并被布置和构造成提供从流动增强层的第一侧上的第一纤维增强层的第一导电纤维到流动增强层的第二侧上的第二纤维增强层的第二导电纤维的传导路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造复合层压结构的方法专利
本公开内容涉及制造复合层压结构的领域，且更确切地涉及制造风轮机叶片的部分。本公开内容涉及一种制造风轮机叶片部分的复合层压结构和风轮机叶片的部分的方法，以及树脂流动增强的织物。专利技术背景风轮机叶片通常包括作为承载结构的复合层压结构。复合层压结构通常使用嵌入在聚合物基质中的纤维增强材料制成。层压结构通常由多个堆叠的纤维层形成。现今，纤维层大部分选自于玻璃纤维和碳纤维。承载结构通常通过用树脂注入堆叠的纤维层并使树脂固化或硬化以便形成复合结构来制成。为了在注入期间有助于树脂流动，可能需要纤维层之间的流动增强的织物。这对于碳纤维而言尤其如此，因为纤维尺寸小，并且因此纤维之间的空隙尺寸不足以使树脂流动。然而，放置常规流动介质使每个纤维层与彼此隔离或分离。隔离纤维层的常规流动介质导致显著降低每个碳纤维层之间的传导性。因此，当雷电击中承载结构时，尽管存在防雷系统，但雷电电流不能容易地在承载结构中消散。因此，需要一种解决方案，其既为要注入的树脂提供流动，又提供通过堆叠的纤维层的传导性。专利技术概要本公开内容的目的在于提供一种制造风轮机叶片部分的复合层压结构和风轮机叶片的部分的方法，其克服或减轻了现有技术的至少一个缺点，或提供有用的备选方案。本公开内容涉及一种借助于树脂传递模制，优选为真空辅助的树脂传递模制来制造风轮机叶片部分的复合层压结构的方法。在树脂传递模制中，纤维增强材料是在模腔中用液态树脂进行浸渍。模腔包括刚性模具部分，其具有限定风轮机叶片部分的表面的模具表面。该方法包括将以下交错地堆叠在刚性模具部分上：i.许多纤维增强层，其包括导电纤维如碳纤维，以及ii.流动增强的织物层，其用于在纤维增强层的注入期间增强树脂的流动，流动增强的织物层包括由第一材料制成的开放结构层，其中，流动增强的织物层包括纵向方向和横向方向。纤维增强层可包括单向纤维。该方法包括对着刚性模具部分密封第二模具部分，以便形成模腔。该方法可选地包括抽空模腔。该方法包括将树脂供应至模腔，并使树脂固化或硬化，以便形成复合层压结构。流动增强的织物层还包括由第二材料制成的纤维丝或纤维束，第二材料是导电材料，并且被布置和构造成提供从流动增强层的第一侧上的第一纤维增强层的第一导电纤维到流动增强层的第二侧上的第二纤维增强层的第二导电纤维的传导路径。丝或束可以相对于横向方向所限定的角度进行设置。单向纤维增强层和流动增强的织物与相对于单向纤维成角度设置的导电纤维丝或纤维束的组合特别有利，因为成角度的纤维丝或纤维束可接触纤维增强层的许多导电纤维增强层，并且因此提供传导路径，以及导电增强纤维的电位均衡。因此，本公开内容提供了一种制造改进的复合结构的方法，其既允许在注入期间通过流动增强的织物层促进树脂流动，并且又通过在流动增强的织物层中提供由导电材料制成的纤维丝或纤维束来在雷击下保持穿过复合结构的厚度的传导性。注入时间可显著缩短，并且纤维层的适当润湿可通过使用流动增强的织物层来实现。本公开内容还有利地提供了制造复合结构的能力，该复合结构具有较厚的碳纤维层压层或包括碳纤维的混合材料层，并且仍提供最小化雷击引起的故障或分层的风险。本公开内容涉及一种风轮机叶片部分，其包括复合层压结构，其中复合层压结构包括以下的交错堆叠的层：i.许多纤维增强层，其包括导电纤维如碳纤维，以及ii.流动增强的织物层，其用于在纤维增强层的注入期间增强树脂流动。纤维增强层可包括单向纤维。流动增强的织物层包括由第一材料制成的开放结构层，其中流动增强的织物层包括纵向方向和横向方向。交错堆叠的层被嵌入在聚合物基质材料中。流动增强的织物层还包括由第二材料制成的纤维丝或纤维束，第二材料是导电材料。丝或束被布置和构造成提供从流动增强层的第一侧上的第一纤维增强层的第一导电纤维到流动增强层的第二侧上的第二纤维增强层的第二导电纤维的传导路径。丝或束可以相对于纤维增强层的单向定向的纤维所限定的角度进行设置。本公开内容还涉及一种包括本文公开的风轮机部分的风轮机叶片。应清楚的是，本专利技术的上述方面可以以任何方式组合，并且通过增强流动和保持穿过复合层压结构的传导性的共同方面联系起来。应注意的是，关于制造风轮机叶片部分的复合层压结构的方法所阐述的优点适用于风轮机叶片部分和风轮机叶片。专利技术说明下面将参考附图更详细地描述本专利技术的实施例。附图示出了实现本专利技术的一种方式，并且不应解释为限制于落入所附权利要求集的范围内的其它可能的实施例。图1示出了风轮机，图2示出了根据本公开内容的风轮机叶片的示意图，图3示出了风轮机叶片的横截面的示意图，图4a示意性地示出了根据本公开内容的示例性复合结构的纤维层的示例性叠层或布置，图4b示意性地示出了根据本公开内容的示例性复合结构的纤维层的另一个示例性叠层或布置，图4c示意性地示出了根据本公开内容的示例性流动增强的织物层，图5示出了示出根据本公开内容的制造风轮机叶片部分的复合层压结构的方法的流程图。风轮机叶片部分的复合层压结构可借助于树脂传递模制来制造，优选为真空辅助的树脂传递模制。在树脂传递模制中，纤维增强材料是在模腔中用液态树脂进行浸渍。模腔通常形成在刚性模具部分与柔性模具部分之间，该刚性模具部分具有限定了风轮机叶片部分的表面的模具表面。当流动前锋(front)朝向无树脂区域移动时，树脂在模腔中在所有方向上分散。多年来，风轮机叶片行业已经朝着制造需要更厚的层压层的越来越长的叶片部分发展。然而，厚层压层使得其很难获得纤维层的适当润湿，并且气穴形成在层压层中的可能性提高，这继而又导致层压层中的机械弱点。因此，尤其重要的是通过将流动层规则地加入纤维叠层中来促进树脂在较厚的层压层中的流动。然而，附加的流动介质或流动材料的存在导致纤维层之间的电隔离，并且因此减小了穿过层压层的厚度的传导性。减小传导性可导致减少穿过层压层厚度的电流的消散，这例如将在复合结构由雷电电流击中时导致层压层的故障和分层。为了在保持最佳树脂分布的同时防止高电流下的此破坏，本公开内容提出了将本专利技术的流动增强的织物层加入纤维层之间，这解决了注入期间树脂分布的问题，并且保持了穿过层压层的厚度的传导性。如本文所讨论的，促进流动通常以传导性为代价，并且流动和传导性之间的折衷难以达到，特别是对于厚层压板。本公开内容通过交错地布置或堆叠传导性的纤维增强层和定形且具有开放结构以促进树脂流过纤维层的流动增强的织物层来实现此平衡。流动增强的织物层还包括传导材料的丝或束，这在从第一纤维增强层经由传导流动增强的织物层行进至第二纤维增强层时产生待消散的电流的传导路径，且这穿过复合层压结构的厚度。如本文使用的用语"流动增强的织物层"涉及与纤维增强层相比具有相对于树脂的较高渗透性的层，例如，对于可相比的厚度，并且这因此促进或增强树脂穿过堆叠纤维层和/或沿着堆叠纤维层的长度和宽度的流动。本公开内容涉及一种借助于树脂传递模制，优选为真空辅助的树脂传递模制来制造风轮机叶片部分的复合层压结构的方法。在树脂传递模制中，纤维增强材料是在模腔中用液态树脂进行浸渍。模腔包括刚性模具部分，其具有限定风轮机叶片部分的表面的模具表面。该方法包括将以下交错地堆叠在刚性模具部分上：iii.许多纤维增强层，其包括导电纤维如碳纤维，以及iv.流动增强的织物层，其用于在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种借助于树脂传递模制，优选为真空辅助的树脂传递模制来制造风轮机叶片部分的复合层压结构的方法，其中纤维增强材料是在模腔中用液态树脂进行浸渍，其中所述模腔包括具有模具表面的刚性模具部分，所述模具表面限定了所述风轮机叶片部分的表面，所述方法包括以下步骤：a. 将以下交错堆叠在所述刚性模具部分上：i. 许多单向纤维增强层，其包括导电纤维如碳纤维，以及ii. 流动增强的织物层，其用于在所述纤维增强层的注入期间增强树脂的流动，所述流动增强的织物层包括由第一材料制成的开放结构层，其中所述流动增强的织物层包括纵向方向和横向方向，b. 对着所述刚性模具部分密封第二模具部分，以便形成所述模腔，c. 可选地抽空所述模腔，d. 将树脂供应至所述模腔，e. 使所述树脂固化或硬化，以便形成所述复合层压结构，其特征在于，所述流动增强的织物层还包括由第二材料制成的纤维丝或纤维束，所述第二材料是导电材料，并且被布置和构造成提供从所述流动增强的织物层的第一侧上的第一纤维增强层的第一导电纤维到所述流动增强的织物层的第二侧上的第二纤维增强层的第二导电纤维的传导路径；并且其中，丝或束是以相对于所述横向方向所限定的角度进行设置。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.23 EP 16156993.41.一种借助于树脂传递模制，优选为真空辅助的树脂传递模制来制造风轮机叶片部分的复合层压结构的方法，其中纤维增强材料是在模腔中用液态树脂进行浸渍，其中所述模腔包括具有模具表面的刚性模具部分，所述模具表面限定了所述风轮机叶片部分的表面，所述方法包括以下步骤：a.将以下交错堆叠在所述刚性模具部分上：i.许多单向纤维增强层，其包括导电纤维如碳纤维，以及ii.流动增强的织物层，其用于在所述纤维增强层的注入期间增强树脂的流动，所述流动增强的织物层包括由第一材料制成的开放结构层，其中所述流动增强的织物层包括纵向方向和横向方向，b.对着所述刚性模具部分密封第二模具部分，以便形成所述模腔，c.可选地抽空所述模腔，d.将树脂供应至所述模腔，e.使所述树脂固化或硬化，以便形成所述复合层压结构，其特征在于，所述流动增强的织物层还包括由第二材料制成的纤维丝或纤维束，所述第二材料是导电材料，并且被布置和构造成提供从所述流动增强的织物层的第一侧上的第一纤维增强层的第一导电纤维到所述流动增强的织物层的第二侧上的第二纤维增强层的第二导电纤维的传导路径；并且其中，丝或束是以相对于所述横向方向所限定的角度进行设置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二材料包括金属或碳，所述金属包括铜。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二材料选自于具有1.5x10-8到5x10-6欧姆·米的电阻率的材料。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一材料包括非导电材料，例如，其中所述第一材料选自于玻璃纤维和聚合物材料的集合。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述开放结构层是网状或织造的层，例如采用双轴网的形式。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述开放结构层是穿孔层。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述纤维的丝或束被织造成所述开放结构层。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，丝被相对于所述横向方向设置成15度到75度之间的角度，如在35度到...

【专利技术属性】
技术研发人员：L尼尔森，K杰斯帕森，
申请(专利权)人：LMWP专利控股有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK