1  序 言
      風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視，其蘊(yùn)量巨大，全球的風(fēng)能約為2.7*109MW，其中可利用的風(fēng)能為2*107MW，比地壞上可開(kāi)發(fā)利用的水能總量還要大10倍。中國(guó)風(fēng)能儲(chǔ)量很大、分布面廣，僅陸地上的風(fēng)能儲(chǔ)量約為2.53億千瓦。隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，風(fēng)能市場(chǎng)也迅速發(fā)展起來(lái)。近5年來(lái)，世界風(fēng)能市場(chǎng)每年都以40%的速度增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)未來(lái)20至25年內(nèi)，世界風(fēng)能市場(chǎng)每年將遞增25%?，F(xiàn)在，風(fēng)能發(fā)電成本已經(jīng)下降到1980年時(shí)的1/5。隨著技術(shù)進(jìn)步和環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，風(fēng)能發(fā)電在商業(yè)上將完全可以與燃煤發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)。
      風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電沒(méi)有燃料問(wèn)題，也不存在產(chǎn)生輻射或空氣污染。中國(guó)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展比較迅速，但與國(guó)際風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展水平還有一定差距，風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展還有很多的阻礙因素。風(fēng)電行業(yè)投資的高風(fēng)險(xiǎn)，必然為風(fēng)電行業(yè)發(fā)展帶來(lái)高收益，不論是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益，還是中國(guó)目前奉行的可持續(xù)發(fā)展和節(jié)約戰(zhàn)略，這些都為風(fēng)電行業(yè)提供了很大的發(fā)展空間。
      玻璃鋼作為一種較理想的結(jié)構(gòu)材料和功能材料，近年來(lái)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，尤其是在風(fēng)電領(lǐng)域廣受青睞。先進(jìn)復(fù)合材料玻璃鋼制造成本在總成本中所占的比重高達(dá)60~70%，如何從技術(shù)工藝上突破已是當(dāng)今復(fù)合材料行業(yè)面臨的重要課題。真空 吸附成型工藝這一低成本的復(fù)合材料成型技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生。
      真空吸附工藝是一種新型的低成本復(fù)合材料大型制件的成型技術(shù)。它是在真空狀態(tài)下排除纖維增強(qiáng)體中的氣體，利用樹(shù)脂的流動(dòng)、滲透，實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維及其織物的浸漬，并在室溫下進(jìn)行固化，從而形成一定樹(shù)脂/纖維比例的工藝的方法。我國(guó)借鑒國(guó)外技術(shù)，經(jīng)不斷改進(jìn)后已使這種新型的真空輔助成型工藝趨于完善。
      真空吸附工藝的操作僅需要一個(gè)單面的剛性模具用來(lái)鋪放纖維增強(qiáng)體，模具制造工序也大為簡(jiǎn)化，費(fèi)用大幅節(jié)省。對(duì)于大尺寸、大厚度的復(fù)合材料制件，它是一種十分有效的成型方法。采用以往的復(fù)合材料成型工藝，較大模具選材困難、成本昂貴，而且制造難度大，尤其是大厚度的風(fēng)機(jī)罩、導(dǎo)流罩等結(jié)構(gòu)件。真空輔助成型工藝制造的復(fù)合材料制件具有成本低、空隙含量小、產(chǎn)品性能好的優(yōu)點(diǎn)，并具有很大的工藝靈活性，適合風(fēng)力發(fā)電的葉片和風(fēng)機(jī)罩、導(dǎo)流罩玻璃鋼制品的生產(chǎn)。真空吸附技術(shù)的成功應(yīng)用，給玻璃鋼風(fēng)機(jī)罩產(chǎn)品的工藝、生產(chǎn)和發(fā)展提供了廣闊的空間。
2  真空吸附成型工藝簡(jiǎn)介
      隨著玻璃鋼工業(yè)的發(fā)展，除了傳統(tǒng)的手糊和噴射外，出現(xiàn)了很多先進(jìn)的經(jīng)濟(jì)型的制造工藝和技術(shù)，如采用機(jī)器浸漬成型法成型，用氣壓法脫?？山档凸と藙趧?dòng)強(qiáng)度，是一種既能夠提高工效，確保質(zhì)量，又能夠降低材料消耗的先進(jìn)工藝方法。
      真空吸附成型是一種成本較低的簡(jiǎn)便成型方法。將玻璃纖維鋪層放在模具上后，鋪設(shè)導(dǎo)管和一些輔助性的設(shè)備，利用真空袋及密封膠密封，然后對(duì)玻璃纖維鋪層浸潤(rùn)樹(shù)脂經(jīng)加熱、抽真空，預(yù)浸料在大氣壓力或溫度作用下成型。
      真空吸附成型工藝和傳統(tǒng)的工藝相比，不需要熱壓罐，僅在真空壓力下成型；無(wú)需加熱，可在室溫下固化，經(jīng)后處理可在較高的溫度下使用；比手工方法制造的制件空隙率低、性能好、纖維含量高。
3  真空吸附成型工藝特點(diǎn)
       真空吸附成型工藝能夠提高制品的內(nèi)部和表面質(zhì)量。工藝要求在預(yù)制件邊緣設(shè)置樹(shù)脂緩釋區(qū)，降低樹(shù)脂在制件邊緣的流動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂對(duì)預(yù)制件的完全良好浸漬；通過(guò)在排氣系統(tǒng)中設(shè)置排氣通道的方法，使傳統(tǒng)工藝中的“點(diǎn)”排氣結(jié)構(gòu)變?yōu)?ldquo;線型”排氣結(jié)構(gòu)，通過(guò)氣路結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)真空袋內(nèi)氣體的快速有效排放；根據(jù)被成型制品的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)樹(shù)脂導(dǎo)流介質(zhì)多層疊和鋪放結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)樹(shù)脂流動(dòng)狀態(tài)的有效控制，從而提高復(fù)雜制品成型工藝的可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量。真空吸附的工藝方法，輔材消耗低、經(jīng)濟(jì)性好，同時(shí)可有效避免樹(shù)脂流入排氣通道，污染工裝設(shè)備。
      復(fù)合材料制品的真空吸附成型工藝方法，包括單面模具準(zhǔn)備、在模具上依次鋪放的預(yù)制件、脫模布、樹(shù)脂導(dǎo)流系統(tǒng)，在成型過(guò)程中的工藝裝備包括注膠系統(tǒng)，排氣口和用于系統(tǒng)密封的真空袋，其工藝關(guān)鍵在于樹(shù)脂注入系統(tǒng)中，在除樹(shù)脂注入端以外的其它方向上，設(shè)置樹(shù)脂阻流區(qū)。
      該成型技術(shù)特點(diǎn)是產(chǎn)品孔隙率低、性能與熱壓罐工藝接近，孔隙作為復(fù)合材料中的一種普遍存在的缺陷，在制備中有三個(gè)產(chǎn)生原因：①纖維未被樹(shù)脂完全浸潤(rùn)，造成空氣被截留在其中；②熱固性樹(shù)脂的固化循環(huán)過(guò)程中和熱塑性樹(shù)脂的熔融加工過(guò)程中所產(chǎn)生的揮發(fā)物，這些揮發(fā)物或許是殘留的溶劑，化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物或樹(shù)脂中低分子量的成分；③纖維的團(tuán)聚、堆積、與基體的不完全浸潤(rùn)造成孔隙的存在。這些都會(huì)導(dǎo)致基體連續(xù)性遭到破壞，從而使其不能有效傳遞載荷，在材料內(nèi)部造成局部應(yīng)力集中，使纖維與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度降低，最終導(dǎo)至復(fù)合材料的彎曲性能降低。而真空吸附法的纖維/基體浸潤(rùn)是在閉模狀態(tài)下進(jìn)行的，通過(guò)導(dǎo)管將樹(shù)脂分布到整個(gè)基體上，因此預(yù)成型材料除能經(jīng)受住流動(dòng)樹(shù)脂的沖擊外，還有很好的浸潤(rùn)性能。再用真空泵將基體和模具之間的空氣和揮發(fā)物抽掉，借助于大氣壓力使板材覆蓋于模具上而成型，有效的降低了孔隙率，在生產(chǎn)過(guò)程中再加以人工配合，基本上去除了孔隙的存在。
      同手糊工藝相比，真空吸附的制品具有優(yōu)良的內(nèi)表面質(zhì)量，提高了制品的表觀品質(zhì)；含膠量低，纖維含量高，浸潤(rùn)更均勻，增強(qiáng)了制品的強(qiáng)度和剛度，提高了制品質(zhì)量。在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，真空吸附制品的厚度比手糊成型工藝的產(chǎn)品厚度減少，使得固化后產(chǎn)品重量比手糊產(chǎn)品的重量輕，大大解決了玻璃纖維產(chǎn)品比碳纖維產(chǎn)品重量高很多的問(wèn)題。同時(shí)由于樹(shù)脂是真空導(dǎo)入，無(wú)需人工糊制，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。工人只需做好充分的準(zhǔn)備工作，同時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中做一些輔助性、監(jiān)督性的工作。整個(gè)過(guò)程中只需要兩三人就可以完成整個(gè)鋪設(shè)，輕輕松松高質(zhì)量的完成整個(gè)生產(chǎn)。從而節(jié)省了時(shí)間，減少了勞動(dòng)消耗，同時(shí)鋪前期準(zhǔn)備的物耗費(fèi)用不高，一些材料可重復(fù)使用。這樣就可更進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。
4  真空吸附成型工藝輔助原材料性能
       (1)真空袋薄膜
       真空袋一般由柔軟的壓延薄膜形成的。這些薄膜一般為管狀或單層形式。
       (2)密封膠帶
       密封膠帶用于真空袋和模具之間的密封。密封膠帶必須有足夠的粘性跟模具表面粘貼的很好，但是又不能太粘，以免真空袋薄膜上的密封膠帶不能下來(lái)以備重新定位使用。在固化后，密封膠帶必須從模具表面上干凈的撕離下來(lái)。
      (3)透氣氈
      透氣氈能在固化周期期間熱電廠出真空袋里的空氣和揮發(fā)物，同時(shí)也用于吸收某些復(fù)合材料層板存有的多余樹(shù)脂。
      (4)隔離膜
      絕大部分情況下隔離膜與層壓制品直接接觸，并把層壓制品和無(wú)脫模性的透氣氈隔離開(kāi)?，F(xiàn)有隔離膜是根據(jù)固化溫度、壓力、制件的復(fù)雜程度以及樹(shù)脂體系而選擇。隔離膜通常提供有孔的以確保去除嵌入到層壓板里的空氣和揮發(fā)物，其膜的厚度從0.0012mm到0.05mm不等。