模制风力涡轮机叶片的方法技术

本发明专利技术描述了在模具中模制风力涡轮机叶片的方法，该方法包括如下步骤：向所述模具的内侧表面施加膜；在所述膜上组装用于所述风力涡轮机叶片的部件层；执行固化步骤以使得所述部件层硬化；以及随后从所述模具移除固化的风力涡轮机叶片。本发明专利技术还描述了适用于风力涡轮机叶片模制过程的膜，该膜包括给模具加衬的外侧表面以及用于在固化之前接收风力涡轮机叶片部件层的内侧表面，并且其中所述膜的所述内侧和外侧表面被实现为允许在固化之后从所述模具完全拆除固化的风力涡轮机叶片。本发明专利技术还描述了用于模制风力涡轮机叶片的模具，包括适于接收这种膜的内侧表面以及用于施加真空以便从所述膜和所述模具内侧表面之间抽吸空气的抽真空出口。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术描述了、在风力涡轮机叶片模制过程中使用的膜以及在模制风力涡轮机叶片过程中对这种膜的使用。
技术介绍
可以使用诸如闭合模具铸造技术的技术来制造风力涡轮机转子叶片，在该闭合模具铸造技术中能够模制整个叶片。玻璃纤维垫可以被用于在适当的成形模具中构建部件层，并且使用树脂来粘结垫层且所述垫层在模具中固化从而得到纤维增强的聚合物或玻璃增强的塑料，通常被简化地称为“纤维玻璃”。这样的方法在EP1310351A1中被描述。为了有助于在固化之后释放完工的纤维玻璃部件，模具通常涂覆有释放剂，例如适当的蜡，以便树脂不会粘结于模具。在构建纤维玻璃层之前将释放剂应用于模具。公知的释放剂是聚乙烯醇、硅酮蜡、滑动蜡等。释放剂必须以均一层被应用，并且如果固化的叶片的外表面是平滑的话则这个层也必须绝对平滑。不过，难以应用这样的释放剂来满足这些要求，并且可能导致不均勻或带有波纹的部件表面。此外，常用的释放剂类型包含挥发性溶剂，其对于暴露于该挥发性溶剂的任何人会造成健康危害。不过，必须使用这种释放剂的主要缺点在于，在固化之后，释放剂的残余物会当场附着于叶片。释放剂的这些残余物必须在时间密集型过程中被去除，例如洗涤或喷砂过程，从而增加了整体的制造成本。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标在于提供通过模制来制造风力涡轮机叶片的改进方式，从而克服上述问题。通过根据权利要求1所述的、权利要求9的膜、根据权利要求12的用于模制风力涡轮机叶片的模具以及根据权利要求14的这种膜和这种方法在风力涡轮机叶片的模制中的使用来实现本专利技术的目标。根据本专利技术的在模具中包括如下步骤向模具的内侧表面施加膜；在膜上组装用于风力涡轮机叶片的部件层；执行固化步骤以便使得部件层硬化；以及随后从模具拆下固化的风力涡轮机叶片。本方法的显而易见的目的在于膜省去了对于释放剂的需求，从而不再必须使用释放剂涂覆模具的内侧表面(或“内部表面”)，并且不再必须从固化的风力涡轮机叶片去除释放剂的残余物。以此方式，在制造过程中可以实现显著的节约，且不用必须使用昂贵的预先准备的模具。取而代之的是，能够简单地铺设单片膜来给模具加衬。在固化之后，能够从风力涡轮机叶片容易地拆除膜，如下文将详细解释的。根据本专利技术，适用于风力涡轮机叶片模制过程的膜包括给模具的内部表面加衬的外侧表面以及用于在固化之前接收风力涡轮机叶片的部件层的内侧表面，并且其中膜的内侧和外侧表面被实现为允许在固化之后从模具完全拆除固化的风力涡轮机叶片。根据本专利技术的一个方面，用于模制风力涡轮机叶片的模具包括适于接收这种膜的内侧或内部表面以及用于施加真空以便从膜和模具的内侧表面之间抽取空气的抽真空出根据本专利技术，这种膜可以使用本专利技术的模制方法被用于风力涡轮机叶片的模制过程中。如下述说明书所述，从属权利要求给出了本专利技术的具体优选实施例和特征。实施例的特征可以根据需要被组合以便得到其他实施例。根据本专利技术的方法特别适用于模制必须轻质且需要适用于应用涂料的平滑外表面的大型风力涡轮机叶片。因此，在本专利技术的优选实施例中，要被模制的部件包括由适当材料制成的层，例如玻璃纤维或碳纤维，使用诸如树脂、胶、热固性塑料等的纤维增强物来粘结所述层。可以以多种方式来实现粘结。例如，在手工铺层步骤中干燥纤维玻璃垫可以被涂覆有树脂。可替换地，可以使用事先浸渍的纤维材料(公知为“预浸渍料”)，其通过加热、 施加UV辐射等方式被固化。根据本专利技术的方法能够被用于需要在固化之前在模具上铺设层且随后从模具移除层的任意模制技术。例如，能够通过模制两个半壳来制造实质中空的风力涡轮机叶片，其中所述两个半壳之后在前缘和后缘处通过将其胶粘在一起而被结合。能够通过在半壳的内侧面粘结一个或更多个梁来为该结构提供额外支撑。不过，由于半壳和用于沿其整个长度将其粘结在一起的胶的不同材料特性(例如弹性模量)的原因，可能难以确保胶粘接头具有令人满意的质量。在风力涡轮机叶片的情况下，这些胶粘接头存在潜在的薄弱性并且最终可能会因为作用在叶片上的极端力而断裂或分开。因此，在本专利技术的具体优选实施例中，模具包括用于以单件形式制造风力涡轮机叶片的闭合模具。在闭合模具方法中，纤维玻璃垫能够围绕芯被设置且这种结构之后能够被包罩在模具内。在模具已经闭合之后，诸如树脂或胶的纤维增强物能够事先被施加或引入到模具内。在固化之后，模具被打开并且能够移除风力涡轮机叶片。使用这种方法，可以以单件形式制造诸如风力涡轮机叶片的大型中空部件并且不会存在具有任意潜在危险的胶粘接头。用于给模具加衬的膜能够包括不粘附于固化的部件层的任意适当材料，不管这些层是否包括树脂填充的纤维层、热固性塑料层、预浸渍层等。因此，在本专利技术的具体优选实施例中，膜包括聚乙烯、聚丙烯或任意其他适当塑料，例如用于制造“紧附膜”或“保鲜膜”的膜类型。膜的一个或两个表面可以具有不粘附的特性，以便能够容易地从固化的风力涡轮机叶片和/或模具移除膜。在膜表面的上下文中术语“不粘附”被理解为表面具有阻止其他材料粘附于该表面的特性。例如，膜能够包括聚氯乙烯成分来减少其他材料粘附于膜的能力。用于给模具加衬的膜能够被容易地制成所需宽度，并且能够成卷供应以方便分配。膜的厚度可以确定在模具上铺设的膜层的平滑度。明显地，膜应该足够柔韧以便其能够在不形成褶皱或折痕的情况下给模具加衬。另一方面，膜应该足够强劲以便允许其被拉离固化部件。因此，在本专利技术的优选实施例中，膜的厚度是至少20 μ m且至多200 μ m, 更优选地至多100 μ m。如上所述，对于膜而言理想的是具有尽可能平滑的表面，而没有褶皱或折痕，以便模制部件的表面将同样相应平滑。因此，在本专利技术的另一优选实施例中，方法包括如下步骤在膜和模具的内部表面之间施加真空。能够通过经由位于膜和模具内侧表面之间的喷嘴抽出空气来施加真空。从膜和模具之间抽取空气能够确保膜平滑地给模具加衬。仅需要施加真空直到膜被充分地“压”到模具中。之后，能够停止抽真空并且部件层能够被构建在模具中。当然，如果需要的话，在铺设层的过程中也能够施加真空，例如为了防止膜滑动。能够根据工艺要求来选择用于给模具加衬的膜的材料和结构。例如，如上所述，理想的是当从膜和模具之间通过真空来抽吸空气时获得尽可能平坦的表面。不过，在抽真空期间，可能的是膜被吸在模具的内侧表面上从而困住了小的气穴。因此，在本专利技术的具体优选实施例中，膜包括在被施加到模具的内侧表面的膜表面上的释放结构。这种释放结构可以包括诸如浅窝的凹陷或者凸起区域，并且能够用于改善固化之前铺设部件层的步骤期间膜与模具的内侧表面间的粘附。与模具的内侧表面紧密接触的膜是优选的以便当部件层被铺设在模具内时避免任意滑动。可替换地，释放结构能够包括在膜内的多个通道或沟槽，以便在膜和模具的内侧表面之间施加的真空能够最佳地抽出所有空气而不会允许存在任意显著的气穴。这样的通道或沟槽能够在膜制造(例如挤压过程中)期间容易地被成形并且优选地被设置成使得其位于实质上与抽吸的空气所处方向相同的方向，即沿真空喷嘴的方向。在具体简化实施方式中，膜包括沿其长度的平行沟槽或通道，并且膜沿长度方向被置于模具内，以便位于模具各端的真空喷嘴能够从膜和模具之间最佳地抽吸所有空气。替代膜的外侧表面上的释放结构或除该结构之外，模具本身能够被实现为辅助抽真空步骤。因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种在模具（２）中模制风力涡轮机叶片（１）的方法，该方法包括如下步骤：向所述模具（２）的内侧表面（２０）施加膜（３）；在所述膜（３）上组装用于所述风力涡轮机叶片（１）的部件层（１０）；执行固化步骤以使得所述部件层（１０）硬化；以及随后从所述模具（２）移除固化的风力涡轮机叶片（１）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：K席布斯拜，
申请(专利权)人：K席布斯拜，
类型：发明
国别省市：DE