影響風輪葉片重量的因素有很多， 如材料選取、環(huán)境、過程控制、生產工藝等。本文主要從過程控制和生產工藝2 個方面進行了分析。

 

 

    作為以手工制作為主的產業(yè)， 一支風輪葉片的制作關鍵在于生產過程的控制。在生產過程中的微小超差可能不會影響風輪葉片的重量， 微小超差的累加就會影響到葉片最終的重量。

 

    因 此， 制作過程中應注重芯材的拼接縫隙、玻璃布的搭接量、風輪葉片灌注時間、涂料的涂覆方式。

 

 

    作為夾芯結構的芯材是降低葉片重量的關鍵。若拼接縫隙超差， 縫隙內會全部填滿灌注樹脂。樹脂固化后的密度遠大于芯材的密度， 樹脂密度約為1 200 kg/m³， 芯材密度約為60 kg/m³（ 以PVC H60 計算） ， 二者相差20 倍， 從而將導致葉片重量上升。

 

 

    一般玻璃布搭接量均會有一定范圍要求， 如均按照上差要求鋪放或超差鋪放， 將會使留在葉片中的玻璃布重量上升。

 

    1.3 風輪葉片灌注時間

 

    灌注時間越長， 注入葉片內的樹脂量越多， 導致材料的吸膠量增大， 可能還會影響產品質量

 

    1.4 富樹脂

 

    由于葉片的特殊異型， 使某些位置的玻璃布和芯材不易鋪放， 最終導致該位置出現富膠， 尤其是腹板翻邊拐角處、葉片后緣立面處、梁制件與芯材結合處等等。這些富樹脂的存在不僅嚴重影響了產品的重量， 更影響了產品的質量。

 

    1.5 合模間隙

 

    一般理想的合模間隙在3——10 mm， 若合模間隙偏大或超差將會導致合模膠用量加大， 最終使產品的重量超差。

 

    1.6 涂料的涂覆方式

 

    涂覆方式有噴涂和輥涂2 種， 目前以噴涂方式為主， 但噴涂方式對環(huán)境污染嚴重， 而且使用量大。針對以上影響因素， 均需在生產過程中嚴格控制， 這不僅需要操作人員具有較高的技能水平， 對相關文件解讀， 對工藝方法熟知， 加之熟練的制作

 

    經驗，尤其對于特殊工序， 要求操作人員需通過相關培訓或考試認可后方可上崗， 還需要質檢人員對各個環(huán)節(jié)的檢驗控制， 技術人員的現場指導及對各類問題的判斷。

 

    2 生產工藝

 

    風輪葉片的生產工藝主要有濕法預浸、預浸料、真空輔助灌注和手糊成型。目前， 國內大部分制作廠商主要是以真空輔助灌注為主、手糊成型為輔的生產工藝， 即主殼體真空灌注預成型—手糊成型粘接角—膠接剪切腹板—合模膠接后固化。

 

    真空灌注成型是一種閉模工藝， 在模具上使用塑料薄膜對預鋪好的所有增強材料（ 玻璃纖維/ 碳纖維、夾心材料等） 進行密封， 并將體系抽至真空狀態(tài)使其在模具型腔中形成一個負壓， 利用這個壓力將灌注樹脂通過預鋪的流道壓入鋪層中， 讓樹脂浸潤增強材料最后充滿整個模具。

 

    手糊成型是一種開模工藝， 對預鋪好的每一層增強材料使用手糊樹脂浸潤， 重復此步驟至所有增強材料鋪設完畢。

 

    從定義上分析， 真空灌注成型工藝在制作真空系統(tǒng)過程中將增強材料間的空氣全部排出， 樹脂注入后將材料間的間隙全部填充飽滿， 使材料間的結合性達到最佳狀態(tài)， 而手糊成型工藝是人為將增強材料壓實， 與真空壓力相比， 人為力量大大降低，導致樹脂用量增加， 材料間的結合不完全， 導致產品重量的上升。

 

    上海艾郎將兩半殼體在主模上真空灌注成型的同時， 實現粘接角和預制腹板的一體灌注成型， 使粘接舌由手糊成型調整為真空灌注， 樹脂用量減少， 腹板由通過合模膠膠接在殼體上調整為與殼體一體灌注， 大大降低了合模膠的使用量。西門子直接實現了兩半殼體、剪切腹板、粘接角等一次灌注成型， 整個過程沒有采用手糊成型、沒有使用合模膠?？梢?， 艾郎和西門子的生產工藝均不同程度上降低了風輪葉片的重量。

 

    3 結語

 

    隨著國內風輪葉片產業(yè)走向規(guī)模化， 客戶對葉片的質量要求越來越高， 葉片的重量也越來越備受關注， 這就需要對生產過程控制加強管理， 對生產工藝不斷優(yōu)化， 同時， 也要依靠技術研發(fā)， 自動化設備， 高端人才等來實現風輪葉片質量的提高。

 

         作者：劉賓賓， 路超， 楊朋飛

 

         中航惠騰風電設備股份有限公司