一种风电叶片模具的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种成形模具的制作方法，特别适合于大型风电叶片等纤维增强树脂基复合材料构件，包括如下步骤：１．根据客户的叶片设计数据．对模具表面进行分割和模块化处理；２．利用单点渐进式金属板料成型设备制作模块化的模具表面，钻孔，切割；３．利用激光扫描仪检测成形精度；４．制作和装配模具的基座龙骨架；５．模块化表面板金件在基座上的对位焊接，板材背板加固和安装热电偶；６焊接安装好的风电叶片整体模具表面的精度检测，打磨，抛光；７．加热，冷却等温控系统在风电叶片模具中的安装，调试。由于实现数控化模具表面制作，提高了是模具表面曲面的制作精度和光滑度。降低了风电叶片这类大型复合材料模具的制作周期和经济成本，增加了模具的使用寿命，同时也提高了利用该新技术制作模具所做出的叶片成品质量和动静平衡保证性，降低了叶片模具成品生产的废品率，提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种成形模具的制作方法，特别适合于大型风电叶片等纤维增强树脂 基复合材料构件的成形模具的制作方法。
技术介绍
模具是制造风力发电叶片和其他大型树脂基纤维增强复合材料构件的关键，模具 质量的好坏和模具本身的稳定性直接影响到这些复合材料构件的生产效率，产品质量及生 产成本。传统复合材料风力发电机叶片模具制作首先是制作母模，即产品实样，然后采用 手糊工艺在母模上翻制出模具。目前制作玻璃钢模具的母模多以石膏、木材、水泥、石蜡等基材制作，这些材料制 作的母模往往尺寸精度较低、尺寸稳定性差、表面质量差、易产生气孔和裂纹，平整度比较 差，制作周期长，模具易损坏，使用寿命短。手糊工艺的主要特点在于手工操作、开模成型、生产效率低，生产周期长以及树脂 固化程度往往偏低，适合产品批量较小、质量均勻性要求较低及复合材料制品的生产。因此 手糊工艺生产风机叶片的主要缺点是产品质量对工人的操作熟练程度及环境条件依赖性 较大，生产效率低，产品质量波动较大，产品的动静平衡保证性差，废品率较高。特别是对高 性能的复杂气动外型和夹芯结构叶片，还往往需要粘接等二次加工，粘接工艺需要粘接平 台或型架以确保粘接面的贴合，生产工艺更加复杂和困难。手糊工艺制造的叶片模具在使 用过程中出现问题往往是由于手糊制造工艺过程中的纤维和树脂比率变化大、纤维/树脂 浸润不良及固化不完全等引起的裂纹和开裂。此外，手糊工艺往往还会伴有大量有害物质 和溶剂的释放，对操作工人的身体造成危害，对环境造成污染。这种传统的模具制造成本高，周期长，同时由于模具的尺寸大难以运输和保存。 另外，这种类型的模具的寿命通常较短。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种低噪、节能、无污染、操作数控自动化的 风电叶片模具制作方法。本专利技术的技术方案是，包括如下步骤，(1)根据客户的叶片设计数据，对模具表面进行分割和模块化处理；(2)利用单点渐进式金属板料成型设备制作模块化的模具表面，钻孔，切割；(3)利用激光扫描仪检测成形精度；(4)制作和装配模具的基座龙骨架；(5)模块化表面板金件在基座上的对位焊接，板材背板加固和安装热电偶；(6)焊接安装好的风电叶片整体模具表面的精度检测，打磨，抛光；(7)加热，冷却等温控系统在风电叶片模具中的安装，调试。有益效果本专利技术利用计算机数控技术，利用通用的压头，对制模所用金属 板料进行局部累加塑性变形的技术，以专用单点渐进成形技术为核心，使模具表面金属板 材塑性成形，再经过切边，钻孔，焊接，打磨抛光等后续加工，用金属板材所做的支撑龙骨框 架做基座，模具背面制作增强树脂基纤维复合材料层，加装加热、冷却所需的温控系统，就 能完成风电复合材料叶片用的大型专用模具。由于实现数控化模具表面制作，极大地提高了风电叶片模具尤其是模具表面曲面 的制作精度和光滑度。降低了风电叶片这类传统大型复合材料模具的制作周期和经济成 本，增加了模具的使用寿命，同时也提高了利用该新技术制作模具所做出的叶片成品质量 和动静平衡保证性，大大降低了叶片模具及成品生产的废品率，提高了生产效率。降低模具 的制作周期和成本，增加模具的使用寿命，提高叶片模具尤其是模具表面的制作精度和表 面质量。实现数控自动化，少人化，极大的减少了传统的手工工人，所以不再需要依赖于 手工工人的操作熟练程度及环境条件，缩短了生产周期，提高了工作效率。另外，模具背面 加装了可以加温冷却的温控系统，可以通过温控开关，随意均衡的控制复合材料生产中所 需要的温度，有效控制树脂的固化时间。本专利技术涉及的模具制造方法不需要制作传统的母模，模具的金属板金直接由数控 渐进方法精确成形，然后，通过焊接和其他连接方法与金属框架构成一个整体。本专利技术所涉及的模具可用于传统的手糊法成形的纤维增强树脂基复合材料构件， 真空吸入法成形的纤维增强树脂基复合材料构件，以及树脂转移模方法纤维增强树脂基复 合材料构件。附图说明图1是本专利技术的模具制作工艺流程图。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。1.根据客户的叶片设计数据，对模具表面进行分割和模块化处理；2.利用单点渐进式金属板料成型设备制作成形模块化的模具表面，钻孔，切割； 单点渐进金属板材无模成形系统主要由成形工具头？？支撑模型？？导向装置？？压边 装置及机床本体组成？？金属板材渐进成形将复杂的三维曲面形状沿Z轴方向离散化，即 分解成一系列二维断面层，并在这些二维断面层上进行局部塑性成形，得到所需的形状， 实现了金属板壳件设计与制造一体化？？1)加工时，成形工具先走到指定位置，并对板料压下设定的压下量，然后根据控制系 统的指令，按照第一层截面轮廓的要求，以走等高线的方式，对板料施行渐进塑性加工， 形成所需第一层截面轮廓后，成形工具压下设定高度，再按第二层截面轮廓要求运动，并 形成第二层轮廓？？如此重复直到整个工件成形完毕？？由于X轴Y轴的最大速度可以达到 60M/分钟，所以可以高速地完成一个模块面的制作，再加上是计算机控制，精确度能控制在 士0. 05mm ；2)在单点渐进成形设备上对成形加工好的模具金属板材根据要求进行精确切割，钻 孔，折边，并利用激光扫描仪检测成形精度。 43.利用激光扫描仪检测成形精度；4.根据叶片模具不同的曲面要求，用数控切割好的金属板材来焊接制作模具背面的龙 骨支撑基座，起到加固和对位焊接夹具的作用；或者外围另外配合加装方钢管做模架，以起 到加固或承重作用；5.模块化表面板金件在基座上的对位焊接，板材背板加固和安装热电偶；6.在焊接好的龙骨支撑基座上，对位焊接按装成形好的模具表面板材，进行精度检测 及打磨抛光，并组装完成整张叶片模具的拼接按装工作；7.在叶片模具的背面加装冷却等温控管路，并制作增强树脂基纤维复合材料层来作为 保温加固作用，最终对整个叶片模具来进行调试确认；另外可根据要求加装模具液压翻转 系统。利用计算机数控技术，利用通用的压头，对制模所用金属板料进行局部累加塑性 变形的技术，以专用单点渐进成形技术为核心，使模具表面金属板材塑性成形，再经过切 边，钻孔，焊接，打磨抛光等后续加工，用金属板材所做的支撑龙骨框架做基座，模具背面制 作增强树脂基纤维复合材料层，加装加热、冷却所需的温控系统，就能完成风电复合材料叶 片用的大型专用模具。权利要求1. ，其特征在于，包括如下步骤(1)根据客户设计数据对模具表面进行分割和模块化处理；(2)利用单点渐进式金属板料成型设备制作模块化的模具表面，钻孔，切割；(3)利用激光扫描仪检测成形精度；(4)制作和装配模具的基座龙骨架；(5)模块化表面板金件在基座上的对位焊接，板材背板加固和安装热电偶；(6)焊接安装好的风电叶片整体模具表面的精度检测，打磨，抛光；(7)加热，冷却等温控系统在风电叶片模具中的安装，调试。全文摘要本专利技术公开了一种成形模具的制作方法，特别适合于大型风电叶片等纤维增强树脂基复合材料构件,包括如下步骤1.根据客户的叶片设计数据.对模具表面进行分割和模块化处理；2.利用单点渐进式金属板料成型设备制作模块化的模具表面，钻孔，切割；3.利用激光扫描仪检测成形精度；4.制作和装配模具的基座龙骨架；5.模块化表面板金件在基座上的对位焊接，板材背板加固和安装热电偶；6焊接安装好的风电叶片整体模具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电叶片模具的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：（１）根据客户设计数据对模具表面进行分割和模块化处理；（２）利用单点渐进式金属板料成型设备制作模块化的模具表面，钻孔，切割；（３）利用激光扫描仪检测成形精度；（４）制作和装配模具的基座龙骨架；（５）模块化表面板金件在基座上的对位焊接，板材背板加固和安装热电偶；（６）焊接安装好的风电叶片整体模具表面的精度检测，打磨，抛光；（７）加热，冷却等温控系统在风电叶片模具中的安装，调试。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王贵，
申请(专利权)人：无锡市澳富特精密快速成形科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]