第5章--叶片材料及制造工艺

第5章风力机叶片材料及制造工艺第5章风力机叶片材料及制造工艺5.1叶片材料5.2叶片制造工艺5.3叶片成本分析第5章风力机叶片材料及制造工艺5.1叶片材料5.1.1选材原则（1）在满足结构完整性的要求下尽量选用价格低的材料，成本的计算应考虑材料成本、工艺成本和维修成本。（2）在满足使用要求的前提下，尽量选用已有使用经验的“老”材料，应有可靠且稳定的供应渠道。（3）所选材料应具有良好的工艺性，其中成型固化工艺性包括树脂黏性、铺覆性、成形固化方法、温度和压力、储存期、流动性等。（4）所选材料应满足结构使用环境要求。第5章风力机叶片材料及制造工艺5.1叶片材料5.1.2传统叶片材料1、木制叶片2、刚梁玻璃纤维蒙皮叶片3、铝合金等弦长挤压成型叶片第5章风力机叶片材料及制造工艺5.1叶片材料5.1.3主流叶片材料为了在降低成本的同时又保证叶片具有足够的强度和刚度，轻质高强、耐蚀性好、具有可设计性的复合材料称为大型风机叶片的首选材料。目前，风电叶片所用的复合材料体系主要包括基体材料、增强材料、夹芯材料、胶黏剂和辅助材料等。第5章风力机叶片材料及制造工艺5.1叶片材料5.1.3.1基体材料基体材料对复合材料力学性能有重要影响，复合材料的横向性能、压缩和剪切性能都与基体材料有关。1、不饱和聚酯环保树脂2、环氧树脂3、乙烯基酯树脂第5章风力机叶片材料及制造工艺5.1叶片材料5.1.3.2增强材料1、玻璃纤维增强材料2、碳纤维增强材料3、碳纤维/玻璃纤维混杂增强材料4、玄武岩纤维增强材料5、热塑性复合材料叶片热塑性：thermoplasticity物质在加热时能发生流动变形，冷却后可以保持一定形状的性质。大多数线型聚合物均表现出热塑性，很容易进行挤出、注射或吹塑等成型加工。在一定温度范围内，能反复加热软化和冷却硬化的性能，线形或支链型聚合物具有热塑性。常见材料：一般的聚乙烯塑料和聚氯乙烯塑料都是热塑性。雨衣，食品袋或包装袋热固性热固性指加热时不能软化和反复塑制，也不在溶剂中溶解的性能，体型聚合物具有这种性能。第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交联固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。这种材料称为热固性塑料。第5章风力机叶片材料及制造工艺5.1叶片材料5.1.3.3夹芯材料夹芯材料一般使用在叶片前缘、后缘以及剪切腹板处，可增加结构刚度，防止局部失稳，提高整个叶片的承载能力并降低叶片重量。1、硬质泡沫2、轻木第5章风力机叶片材料及制造工艺5.1叶片材料5.1.3.4胶黏剂胶黏剂的作用是对叶片上壳体与下壳体、壳体与剪切腹板进行黏接，并填实壳体缝隙。目前可用于叶片黏接制造的胶黏剂产品，按基本化学结构可分为：1、环氧胶黏剂2、聚氨酯胶黏剂3、丙烯酸酯胶黏剂第5章风力机叶片材料及制造工艺5.1叶片材料5.1.3.5辅助材料辅助材料包括脱模机、固化剂、增韧剂、促进剂以及涂料等，其中以涂料最为重要。叶片涂料的具体技术要求有：1）优异的附着力；2）具有良好的弹性；3）具有良好的耐磨损性；4）具有耐紫外光性能；5）无粉化、剥落、霉变；6）耐有机溶剂、液压油、润滑油等；7）能承受高低温的变化；8）良好施工性。第5章风力机叶片材料及制造工艺5.2叶片制造工艺叶片总体制造工艺路线图风力发电机的加工制造过程又涨知识了！_腾讯视频=qqbrowser风力发电机叶片生产过程_腾讯视频=qqbrowser第5章风力机叶片材料及制造工艺5.2叶片制造工艺具体成型工艺大致可分为手糊成型、模压成型、拉挤成型、纤维缠绕、树脂传递模塑、预浸料成型以及真空灌注成型等7种工艺。阴模：模具中型腔呈凹形的分模。一般用以成型橡胶制品的外表面或凸出部分表面。die：于其中压制粉末或复压烧结件而形成型腔的压模零件。阳模：型腔有凸出部分的分模。一般用以成型产品的内表面或凹进部分。模具行业用语，因为模具分为两块，能分开，能复合，复合时做产品，分开是拿出产品，通常都是一个静止，一个动的，采用中国《易经》阴阳学说，阴静阳动，动的叫阳模，不动的是阴模。第5章风力机叶片材料及制造工艺5.2叶片制造工艺5.2.1手糊成型工艺传统的复合材料叶片多采用手糊工艺制造。手糊成型制品固化后处理胶衣/树脂材料准备剪裁第5章风力机叶片材料及制造工艺5.2叶片制造工艺5.2.2模压成型工艺模压成型工艺首先将增强材料和树脂置于双瓣模具中，然后闭合模具，加热加压，再进行固化脱模。优点在于纤维含量高和孔隙率低，并且生产周期短，尺寸公差精确及表面处理良好。第5章风力机叶片材料及制造工艺5.2叶片制造工艺5.2.3挤压成型工艺挤压成型工艺一般用于生产具有一定断面，连续成型的制品。增强材料浸胶成品切割预成型挤压模塑及固化牵引第5章风力机叶片材料及制造工艺5.2叶片制造工艺5.2.4纤维缠绕工艺纤维缠绕主要用于制造容器和管道，工艺中连续纤维浸入浸胶槽后在机器控制的芯模上进行缠绕。一般采用缠绕成D型或O型主梁、树脂传递成型壳体，然后用胶接组合成整体的工艺方法。增强材料浸胶成品脱模张力控制纤维缠绕固化第5章风力机叶片材料及制造工艺5.2叶片制造工艺树脂传递模塑工艺的原理是：在一个耐压的密闭模腔内先填满纤维增强材料，再用压力降液体树脂注入模腔使其浸透增强纤维，然后固化，脱模成型制品。主要特点：闭模成型，产品尺寸和外型精度高，适合成型高质量的复合材料整体构建；初期投资小；制品表面光洁度高；成型效率高；环境污染小。5.2.5树脂传递模塑工艺第5章风力机叶片材料及制造工艺5.2叶片制造工艺预浸料是指用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物，可直接用于复合材料结构如风电叶片的制造。5.2.6预浸料成型工艺第5章风力机叶片材料及制造工艺5.2叶片制造工艺真空灌注成型工艺是将纤维增强材料直接铺放在模具上，在纤维增强材料顶上铺设一层剥离层，剥离层通常是一层很薄的低孔隙率、低渗透率的纤维织物，剥离层上铺放高渗透介质，然后用真空薄膜包覆及密封。5.2.7真空灌注成型工艺模具清理上脱模剂铺真空管铺导流管喷胶衣铺结构层铺导流布铺脱模布贴密封胶带薄膜密封预抽真空气密性检查进胶修剪完成第5章风力机叶片材料及制造工艺5.3叶片成本分析5.3.1直接制造成本5.3.2间接制造成本直接制造成本包括：材料的用量成本、劳动力成本。间接制造成本包括：生产场地成本投入和管理成本。