生产纤维增强结构的方法技术

本发明专利技术涉及生产纤维增强结构的方法，其中纤维材料被铺设在类似于要被生产的所述纤维增强结构的阴翻版的模具表面（1）上，并且在所述纤维材料被铺设在所述模具表面（1）上之后使树脂被灌注并固化。在所述模具表面（1）上铺设所述纤维材料包括步骤：将所述纤维材料的粗纱（13）铺设在所述模具表面（1）上或已经铺设在所述模具表面（1）上的纤维材料上，并且向所述粗纱（13）和所述模具表面（1）之间的空间施加负压。

【技术实现步骤摘要】
生产纤维增强结构的方法
本专利技术涉及生产纤维增强结构的方法，其中纤维材料被铺设在类似于要被生产的纤维增强结构的阴翻版（negativeimage）的模具表面上，并且在纤维材料被铺设在模具结构上之后灌注树脂。具体而言，本专利技术涉及生产纤维增强风力涡轮转子叶片的方法。
技术介绍
用于制造纤维增强结构（即风力涡轮转子叶片）的方法例如被公开于EP2133373A。通常，毡形式的纤维层被逐层堆叠在模具中，并且在模具闭合之后，灌注并固化树脂以便生产转子叶片。从US4,242,160中已知了生产纤维增强结构的另一种方法，其描述了生产风力涡轮转子叶片的方法，该方法包括使用细丝增强的复合芯棒。细丝被缠绕在芯棒上以便最终形成风力涡轮转子叶片的翼梁。
技术实现思路
在已知现有技术的背景下，本专利技术的目标是提供生产如风力涡轮转子叶片的纤维增强结构的有利方法。在生产纤维增强结构的本专利技术方法中，具体地在生产纤维增强的风力涡轮转子叶片的本专利技术方法中，纤维材料被铺设在类似于要被生产的纤维增强结构的阴翻版的模具表面上。在纤维材料被铺设在模具表面上之后，灌注并固化树脂以便使得结构硬化。根据本专利技术，在模具表面上铺设纤维材料包括步骤：将纤维材料的粗纱铺设在模具表面上或者铺设在已经铺设在模具表面上的可以是粗纱/无捻粗纱（roving）或毡等形式的纤维材料上。负压（underpressure）被施加于粗纱和模具表面之间的空间。换言之，根据本专利技术，至少一层纤维材料没有以毡的形式而是以粗纱的形式被铺设，即以近似一维纤维结构而不是二维纤维结构的方式被铺设。在模具表面上或在已经铺设在模具表面上的纤维材料上铺设纤维材料的粗纱允许在设定纤维增强结构中承重细丝的取向时的更大灵活性。此外，通过使用粗纱而不是使用毡，能够更容易地防止褶皱。注意到，虽然在本专利技术的上下文中还可能除了粗纱之外也使用毡或类似物，但是本专利技术同样包括所有纤维材料均以粗纱的形式被铺设在模具表面上的情况。粗纱将由于施加的负压被吸向模具表面并且因此被保持就位。在本文中，有利的是，不透气罩被置于正被铺设在模具表面或正被铺设在已被铺设在模具表面上的纤维材料上的粗纱之上。所述罩确保当施加负压时，不仅通过将粗纱按压到下层表面，还通过将不透气罩按压到粗纱上，来约束粗纱的运动。此外，还可以通过施加负压时由罩施加的压力来压缩粗纱。本专利技术优选地适用于铺设干燥粗纱，不过其还能够用于铺设潮湿粗纱。潮湿粗纱意味着在粗纱被铺设在模具中之前使用湿（且未硬化）的树脂来预浸渍粗纱，而干燥粗纱意味着当被铺设在模具中时粗纱是没有被预浸渍的。粗纱可以被设置在卷轴上并且从卷轴展开以便铺设在模具表面上或已经铺设在模具表面上的纤维材料上。作为替代性方案，粗纱可以被设置在匣内并且当正被铺设在模具表面上或正被铺设在已经铺设在模具表面上的纤维材料上时从匣铺开。在粗纱从卷轴展开或从匣铺开时卷轴或匣可以在模具表面之上运动。卷轴或匣可以由支撑装置保持，该支撑装置比如像例如具有辊或轮的立柱，其中当粗纱被铺设在模具表面上或已经铺设在模具表面上的纤维材料上时支撑装置在模具表面之上滚动。作为由具有辊或轮的支撑装置所保持的卷轴或匣的替代性方案，可以通过支撑装置（比如像例如立柱）的臂来保持卷轴或匣，其中当粗纱被铺设在模具表面上或已经铺设在模具表面上的纤维材料上时支撑装置沿带有模具表面的模具运动。能够通过使用沿吊车龙门运动的吊车（例如高架吊车）或者通过使用沿模具运动的滑车来提供支撑装置的运动。有利的是，当粗纱正被铺设在模具表面上或正被铺设在已经铺设在模具表面上的纤维材料上时卷轴或匣被置于不透气罩之下。在本文中，在铺设粗纱时使用具有在模具表面之上滚动的辊或轮的支撑装置是有利的，这是因为能够通过不透气罩来覆盖整个支撑装置。粗纱可以以适于模具表面尺寸的长度被设置在卷轴上或在匣内，以便不需要切割。如果限定的个体张力被应用到铺设在模具表面上或已经铺设在模具表面上的纤维材料上的每条粗纱，则能够在最终纤维增强结构的承重能力方面来优化粗纱的铺设。为了加速在模具表面上或已经铺设在模具表面上的纤维材料上铺设粗纱，能够在模具表面上或已经铺设在模具表面上的纤维材料上同时铺设多条平行粗纱。如果多层粗纱被铺设在模具内，则能够通过选择每层中粗纱的延伸方向来优化最终结构的载重能力。此外，在一层粗纱中或不同层粗纱中可以使用不同品质和/或不同材料的粗纱。为了在模具表面和铺设在模具上的粗纱（或罩，如果存在的话）之间提供均匀分布的负压，能够在模具表面内设置通道。这些通道朝向被铺设在模具表面上的粗纱或朝向已经铺设在模具表面上的纤维材料开口。附图说明结合附图从实施例的下述说明中将显见到本专利技术的其他特征、性质和优点。图1图释地示出了生产纤维增强结构的本专利技术方法的第一实施例。图2示出了图1的细节。图3图释地示出了图1所示的方法的改良。图4以替代性示图示出了图3所示的方法。图5图释地示出了生产纤维增强结构的本专利技术方法的第二实施例。具体实施方式将参考图1和图2描述生产纤维增强结构的本专利技术方法的第一实施例。图1图释地示出了在模具表面上铺设例如玻璃纤维材料、碳纤维材料等的纤维材料的过程，并且图2示出了在引入树脂之前纤维材料怎样被保持在模具中。作为辅助在模具3的表面1上铺设纤维材料的装置，使用由支撑件7保持的卷轴5，该支撑件7具有包括轮或辊11的底座9。将被铺设在模具表面上的纤维材料以粗纱13的形式被缠绕在卷轴上。模具能够是用于任意纤维增强结构、典型地用于大型纤维增强结构的模具。具体而言，模具能够是用于风力涡轮转子叶片的模具，即具有代表了转子叶片半壳的阴模型或翻版的模具表面的模具。模型被用于借助于真空辅助树脂传输模塑（VARTM）来生产纤维增强结构，例如生产风力涡轮转子叶片半壳。当生产纤维增强结构时，纤维材料以通常干燥粗纱13的形式被铺设在模具3的表面1上，其中在卷轴5在模具表面1之上运动时干燥粗纱13从卷轴5展开。在模具表面1上铺设粗纱13期间，粗纱13、卷轴5和还没有被粗纱13覆盖的模具表面1被不透气罩覆盖，在本实施例中该不透气罩是不透气膜15，例如透明PVC型膜。使用透明膜提供了如下优点，即能够看到在膜15之下粗纱是否被正确地铺设在模具表面1上。为了将粗纱13在模具表面1上保持就位，空气从模具表面1和不透气膜15之间的空间被抽吸出。通过这种措施，干燥粗纱被吸向模具表面1。此外，膜15被吸向模具表面1，因此固定粗纱。应该注意到，如果将空气从模具表面1和不透气膜15之间的空间抽离的泵的能力足以抽吸比在不透气膜的边缘进入该空间的空气量更多的空气，则不透气膜15不需要被不透气地固定到模具的周边。图2示出了模具3，其中粗纱13借助于在模具表面1和不透气膜15之间的负压被固定到模具表面1。通过箭头19示出了朝向模具表面1拉拽膜15从而保持粗纱13就位并且压缩粗纱的抽吸。在方法的这个阶段，不透气膜15的唯一作用是固定模具中的干燥粗纱并且压缩模具中的粗纱。不过，在本专利技术方法的后一阶段，当树脂被灌注到至此时干燥（即，没有被树脂浸湿）的粗纱纤维材料中时，不透气膜可以形成真空袋。在这种情况下，在卷轴5已经从模具表面移除之后膜在模具3的边缘处被不透气地固定。为了增强从模具表面1和不透气膜15之间的空间抽吸空气，可以在模具表面1内提供空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产纤维增强结构的方法，其中纤维材料被铺设在类似于要被生产的所述纤维增强结构的阴翻版的模具表面（1）上，并且在所述纤维材料被铺设在所述模具表面（1）上之后使树脂被灌注并固化，其特征在于在所述模具表面（1）上铺设所述纤维材料包括步骤：将所述纤维材料的粗纱（13）铺设在所述模具表面（1）上或已经铺设在所述模具表面（1）上的纤维材料上，并且向所述粗纱（13）和所述模具表面（1）之间的空间施加负压。

【技术特征摘要】
2011.04.14 EP 11162408.61.一种生产纤维增强结构的方法，其中纤维材料被铺设在模具表面（1）上，该模具表面具有要被生产的所述纤维增强结构的阴翻版形状，并且在所述纤维材料被铺设在所述模具表面（1）上之后使树脂被灌注并固化，其特征在于在所述模具表面（1）上铺设所述纤维材料包括步骤：将所述纤维材料的粗纱（13）作为一维纤维结构彼此平行地铺设在所述模具表面（1）上或已经铺设在所述模具表面（1）上的纤维材料上，并且向所述粗纱（13）和所述模具表面（1）之间的空间施加负压；其中所述粗纱（13）被设置在卷轴（5）上并且当正被铺设在所述模具表面（1）上或正被铺设在已经铺设在所述模具表面（1）上的纤维材料上时从所述卷轴（5）展开；或者其中所述粗纱被设置在匣（33）内并且当正被铺设在所述模具表面（1）上或正被铺设在已经铺设在所述模具表面（1）上的纤维材料上时从所述匣（33）铺开。2.如权利要求1所述的方法，其中所述粗纱（13）是干燥的。3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中不透气罩（15）被置于正被铺设在所述模具表面（1）上或正被铺设在已经铺设在所述模具表面（1）上的纤维材料上的所述粗纱（13）上方。4.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中在所述粗纱（13）从所述卷轴（5）展开或从所述匣（33）铺开时所述卷轴（5）或所述匣（33）在所述模具表面（1）上方运动。5.如权利要求4所述的方法，其中所用的卷轴（5）或匣（33）由具有辊或轮（11）的支撑装置（7）保持，其中当所述粗纱（13）正被铺设在所述模...

【专利技术属性】
技术研发人员：K席尔布斯拜，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：