具有碳纤维强化主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件的制造方法技术

一种制造具有碳纤维强化主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件的方法，该方法包括以下步骤：提供模具；将至少一层第一纤维材料插入到模具中，其中至少一层第一纤维材料在第一宽度上延伸；将第一分配介质插入到模具中；在第一分配介质上方将多层碳纤维材料插入到模具中，其中多层碳纤维材料层在小于第一宽度的第二宽度上延伸，从而至少一层第一纤维材料的连接部分在多层碳纤维材料的两侧上伸出超过多层碳纤维材料；插入第二分配介质并且在多层碳纤维材料上方布置至少一条抽吸道；在连接部分的区域中布置注入道；将模具闭合；通过至少一条抽吸道从模具中抽出空气；通过注入道供给会硬化的液体塑料材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造具有碳纤维强化主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件的方法。风力涡轮机转子叶片或其部件例如半壳体通常由纤维强化塑料材料制造出。通常采用玻璃纤维与聚酯树脂或环氧树脂的组合。
技术介绍
公开文献EP0525263A1披露了一种用于制造纤维强化塑料部件的真空导入工艺。在该已知工艺中，将多层纤维材料插入到模具中。在这些纤维材料层的下方和上方，分别设有通过多层由被称为剥离层片的层片制成的其它层与那些纤维材料层分开的分配介质。在 模具的底面，在下分配介质下方设有注入道，并且在上分配介质上方设有抽吸道。通过抽吸道将气密模具抽空，并且通过注入道吸入液体塑料材料。该材料通过下分配介质分配在模具的整个区域上，并且完全渗透那些纤维材料层。在塑料材料硬化之后，从纤维强化塑料中去除分配介质和剥离层片。文献W02007/038931A1披露了另一种制造纤维强化塑料部件的方法。在所述已知的方法中，采用多孔材料作为分配介质，并且该多孔材料可以与注入的塑料材料粘接。一旦塑料硬化，则分配介质保留在成品部件中。具体地说，它能够形成该部件的表面。公开文献EP2153964A1披露了一种制造风力涡轮机转子叶片的半壳体的方法。该方法同样涉及采用真空导入工艺。具体的特征在于，所采用的纤维材料至少构成金属线材体积的20%。金属线材的直径大于也采用的玻璃纤维或碳纤维的直径，并且该特征用来加速纤维材料浸透液体塑料材料。在所提到的所有这些方法中，对于纤维强化部件的理想强度的一个重要因素在于，纤维材料完全浸透液体塑料材料，并且没有形成任何空气夹杂。尤其在采用其直径通常明显小于例如玻璃纤维的直径的碳纤维时，这带来了相当大的实际困难，并且往往需要采用低粘性塑料材料作为基体材料。这在单个部件中组合有不同纤维材料的时候尤其在具有碳纤维强化主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件中尤其如此，在该情况下这些部件还具有非常大的尺寸。因此现有技术已经披露了，用于这些风力涡轮机转子叶片的碳纤维强化主横梁盖能够在第一次真空导入工艺中制造出，然后与例如由玻璃纤维强化塑料材料构成的相关转子叶片半壳体粘接。因此，能够更好地控制碳纤维材料的完全浸透。但是，该工艺比较复杂，并且另外在将主横梁盖粘接在半壳体上会出现困难。
技术实现思路
在这基础上，本专利技术的目的在于提供一种制造具有碳纤维强化主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件的方法，该方法方便进行，而且能够实现碳纤维材料的完全浸透并且完全令人满意地粘接到风力涡轮机转子叶片部件的其它组成部件上。该目的是通过具有权利要求I的技术特征的方法来实现的。所附的从属权利要求给出了优选实施方案。该方法用于制造具有碳纤维强化主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件，并且包括其顺序能够至少在一定程度上改变的以下步骤提供模具；将至少一层第一纤维材料插入到所述模具中，其中所述至少一层第一纤维材料在第一宽度上延伸； 将第一分配介质插入到所述模具中；在所述第一分配介质上方将多层碳纤维材料插入到所述模具中，其中所述多层碳纤维材料层在小于所述第一宽度的第二宽度上延伸，从而所述至少一层第一纤维材料的连接部分在所述多层碳纤维材料的两侧上伸出超过所述多层碳纤维材料；插入第二分配介质，并且在所述多层碳纤维材料上方布置至少一条抽吸道；在所述连接部分的区域中布置注入道；将所述模具闭合；通过所述至少一条抽吸道从所述模具中抽出空气；并且通过所述注入道供给会硬化的液体塑料材料。所提供的模具其内表面形成所述风力涡轮机转子叶片部件的外表面。所述模具的长度和宽度实际上分别对应于所述风力涡轮机转子叶片部件的长度和宽度，或者稍微更大。所述模具的长度例如可以为20m，并且所述宽度例如可以为50cm或更大。插入到所述模具中的所述至少一层第一纤维材料例如可以为玻璃纤维材料。所述至少一层第一纤维材料可以与所述碳纤维材料不同，并且特别在构成所述纤维的材料、所述纤维的直径和/或长度和/或所述纤维的取向方面不同。该第一纤维材料延伸基本上对应于所述模具宽度的第一宽度。所述至少一层第一纤维材料形成风力涡轮机转子叶片的外表面，并且具体而言可以形成所述风力涡轮机转子叶片的外壳体的一部分。在所述第一纤维材料和所述模具之间还可以布置其它材料，并且具体地说所述模具可以上蜡或者可以包括另一种脱模部件，这使得一旦塑料材料已硬化则可以将所述风力涡轮机转子叶片部件脱模。还可以采用凝胶涂层或另一种材料，该材料涂覆所述至少一层第一纤维材料和/或以所期望的方式影响所述风力涡轮机转子叶片的表面性能。除了所述至少一层第一纤维材料之外，将第一分配介质插入到所述模具中。该分配介质可以包括多孔和/或开孔状和/或形成空腔或通道的结构，尤其是单轴或多轴结构，该结构促进了液体塑料材料在由所述分配介质形成的层中的快速均匀分配。一旦塑料材料已硬化，则第一分配介质可以留在风力涡轮机转子叶片部件中。它能够由所述液体塑料材料渗透润湿并且按照这样一种方式与之粘接，从而一旦塑料材料已硬化，则与所述分配介质相邻的材料层相互牢固粘接在一起。在所述第一分配介质上方，将多层碳纤维材料插入到所述模具中。这些可以紧挨着所述第一分配介质上方插入。还可以布置其它材料层，尤其是至少一层第一纤维材料层，其紧挨着位于所述多层碳纤维材料层下方并且因此位于所述第一分配介质和所述多层碳纤维材料层之间。一旦塑料材料已硬化，则整个碳纤维材料层可以形成风力涡轮机转子叶片部件的碳纤维强化主横梁盖。这些碳纤维材料层在小于第一宽度的第二宽度上延伸。换句话说，由碳纤维材料形成的主横梁盖的宽度小于布置在其下面的第一纤维材料层的宽度。所述材料的布置使得第一纤维材料的连接部分分别在碳纤维材料或者由它形成的主横梁盖的两侧伸出。这些连接部分用来将风力涡轮机转子叶片部件粘接在转子叶片的其它部件上，尤其是粘接在相对于主横梁盖横向布置的外壳体的其它部分上。在所述多层碳纤维材料上方，插入第二分配介质并且布置至少一条抽吸道。与所述第一分配介质相反，一旦塑料材料已硬化，则可以任选从风力涡轮机转子叶片部件中将该分配介质去除。为此，例如可以在所述多层碳纤维材料和所述第二分配介质之间布置剥离层片。可选的是，可以将所述第二分配介质封装在半透膜(VAP膜)中。该半透膜是自脱离的，从而一旦塑料材料已硬化，则可以将第二分配介质与所述半透膜一起去除。在连接部分的区域中，布置有注入道，尤其布置有与模具的纵向轴线平行的注入道。液体塑料材料通过注入道在这些连接部分的区域中尤其在碳纤维材料的两侧上注入。利用真空膜将模具闭合成不透气。为此，可以用真空膜覆盖整个装置，并且可以按 照气密的方式将所述模具的边缘与真空膜粘接。然后通过所述至少一条抽吸道从模具中将空气抽出，从而在模具中产生真空或明显低压。同时或随后，按照这样一种方式通过注入道供给会硬化的液体塑料材料，从而它在连接部分的区域中注入到所述抽真空模具中。液体塑料材料例如可以包括聚酯树脂和/或环氧树脂。供料例如可以通过例如用软管将所述注入道连接至装有液体塑料材料的容器上来实现。该连接和在模具内形成的低压然后使得塑料材料通过注入道吸入并且通入到模具内部中。采用根据本专利技术的各个材料层的布置，尤其是采用布置在碳纤维材料层下方的第一分配介质的布置，从而液体材料变得相对快速地在碳纤维材料下方分配。从那里开始，它本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有碳纤维强化主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件（16）的制造方法，该制造方法包括以下步骤：提供模具（18）；将至少一层第一纤维材料（24）插入到所述模具（18）中，其中所述至少一层第一纤维材料在第一宽度（26）上延伸；将第一分配介质（36）插入到所述模具（18）中；将多层碳纤维材料（46）插入到所述模具（18）中位于所述第一分配介质（36）上方，其中所述多层碳纤维材料（46）在小于所述第一宽度（26）的第二宽度（42）上延伸，使得所述至少一层第一纤维材料的连接部分（56）在所述多层碳纤维材料（46）的两侧上伸出超过所述多层碳纤维材料（46）；插入第二分配介质（54），并且在所述多层碳纤维材料（46）上方布置至少一条抽吸道（60）；在所述连接部分（56）的区域中布置注入道（60）；将所述模具（18）闭合；通过所述至少一条抽吸道（52）从所述模具（18）中抽出空气；以及通过所述注入道（60）供给会硬化的液体塑料材料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M·弗兰科斯基，D·奥斯蒂纳特，
申请(专利权)人：德国恩德能源有限公司，
类型：发明
国别省市：