[发明专利]大型风电叶片混杂复合材料翼梁的制备方法

权利要求书

1.一种大型风电叶片混杂复合材料翼梁的制备方法，其特征在于：所述混杂复合材料翼梁包括翼梁夹芯层和包覆于翼梁夹芯层外的翼梁蒙皮层，所述翼梁夹芯层主要由靠近叶片根部的玻璃纤维夹芯层、靠近叶片尖部的碳纤维夹芯层以及连接玻璃纤维夹芯层与碳纤维夹芯层的过渡区三部分组成，所述翼梁的制备方法主要包括以下步骤：

（1）模具预处理：首先清理模具，喷涂脱模剂和胶衣；

（2）铺覆材料：根据翼梁的设计要求裁剪所需的增强材料预成型体和成型辅助材料，所述增强材料预成型体是由翼梁蒙皮层增强材料和翼梁夹芯层增强材料组成，翼梁夹芯层增强材料包括靠近叶片根部的玻璃纤维织物、靠近叶片尖部的碳纤维织物以及连接玻璃纤维织物和碳纤维织物的混杂纤维织物组成，成型辅助材料包括导流介质、脱模布、带孔隔离膜、透气毡和真空袋膜，在经步骤（1）预处理后的模具表面由下往上依次铺覆导流介质、脱模布、带孔隔离膜、增强材料预成型体、带孔隔离膜和脱模布；然后在玻璃纤维夹芯层所在区域上方对应的脱模布上铺放第一透气毡，所述第一透气毡上沿翼梁长度方向间隔设置多个半透性通气接头；

（3）设置第一层闭合模腔：以所述玻璃纤维夹芯层与所述过渡区的交界线在水平面上的投影为分界线，分界线靠近玻璃纤维夹芯层的一侧使用第一柔性真空袋膜包覆模具，分界线靠近过渡区的一侧使用柔性半透膜包覆模具，第一柔性真空袋膜和柔性半透膜连接成整体后通过密封胶带罩在模具表面形成第一层闭合模腔，所述增强材料预成型体和成型辅助材料被包覆在第一层闭合模腔中；

（4）设置第二层闭合模腔：在所述的柔性半透膜上方铺放第二透气毡，所述第二透气毡上沿翼梁长度方向间隔设置多个通气接头；然后用第二柔性真空袋膜罩在模具表面并将第一柔性真空袋膜和柔性半透膜完全密封包覆，形成第二层闭合模腔，使第二透气毡和通气接头处在第二层闭合模腔中；

（5）连接外部设备：将所有的半透性通气接头和通气接头连接至抽真空系统，同时将注胶系统连接至位于第一层闭合模腔中的注胶口；

（6）真空注胶：关闭注胶系统，然后打开所有的半透性通气接头和通气接头，通过抽真空系统排出第一层闭合模腔和第二层闭合模腔内的气体，使第一层闭合模腔和第二层闭合模腔内达到真空负压并能稳定维持，再打开注胶系统开始注入基体树脂以浸渍位于第一层闭合模腔内的增强材料预成型体，注胶过程中相继关闭半透性通气接头和通气接头，以控制基体树脂的流动方向实现基体树脂对增强材料预成型体的完全浸渍；

（7）固化成型及后处理：真空注胶完成后开始进行固化成型，固化成型过程中保持模腔内的真空度直至固化完全，固化完成后进行脱模、修整及清理后得到整体成型的大型风电叶片混杂复合材料翼梁。

2.根据权利要求1所述的大型风电叶片混杂复合材料翼梁的制备方法，其特征在于：所述柔性半透膜为气体能够透过但基体树脂胶液不能透过的薄膜材料。

3.根据权利要求1或2所述的大型风电叶片混杂复合材料翼梁的制备方法，其特征在于：所述半透性通气接头为气体能够透过但基体树脂胶液不能透过的通气接头，所述半透性通气接头包括刚性外壳，刚性外壳的底部由导流介质包覆，壳内设有气流通道，气流通道的底部区域设有填充体，填充体主要由自下往上依次叠加的半透膜、导流介质、半透膜、透气毡和导流介质组成；填充体与刚性外壳的内壁之间密封连接；填充体上方的气流通道中设有阀门。

4.根据权利要求1或2所述的大型风电叶片混杂复合材料翼梁的制备方法，其特征在于：所述通气接头为气体和基体树脂胶液均能透过的通气接头，所述通气接头包括刚性外壳，刚性外壳的底部由导流介质包覆，壳内设有气流通道，气流通道的底部区域设有填充体，填充体主要由自下往上依次叠加的导流介质、透气毡和导流介质组成；填充体与刚性外壳的内壁之间密封连接；填充体上方的气流通道中设有阀门。

5.根据权利要求1或2所述的大型风电叶片混杂复合材料翼梁的制备方法，其特征在于：所述半透性通气接头在沿翼梁长度方向上的间距为2m～3m，所述通气接头在沿翼梁长度方向上的间距为1m～2m。

6.根据权利要求1或2所述的大型风电叶片混杂复合材料翼梁的制备方法，其特征在于，所述真空注胶步骤中，相继关闭半透性通气接头和通气接头具体是指：从模具中设置为叶片根部的一端到设置为叶片尖部的一端，逐个关闭所有的半透性通气接头和通气接头；各个半透性通气接头的关闭时间间隔为1min～2min，各个通气接头的关闭时间间隔为2min～3min。