[发明专利]叶片模具及叶片成型在线监测方法

说明书

本发明提供一种叶片模具及叶片成型在线监测方法。该叶片模具包括内表面层，内表面层具有相对的第一表面和第二表面，第一表面形成叶片模具的成型面；外表面层，外表面层设置在内表面层的第二表面一侧；加热层，加热层设置在内表面层与外表面层之间，在叶片模具的预定监测点处设置有多个容纳通道，容纳通道的第一端位于内表面层中，并与成型面通过透光材料隔开，容纳通道的第二端暴露于叶片模具的外部，容纳通道与外部连通，用于可拆卸地安装传感器组件。根据本发明的实施例的叶片模具及其制造方法不会损坏叶片制品的内部结构，不需要将传感器或传感器组件埋入叶片制品内部。

技术领域

本发明涉及风力发电机组技术领域，具体地讲，涉及一种叶片模具及叶片成型在线监测方法。

背景技术

目前，真空灌注工艺(VARTM)因其制造成本低、产品性能好、环保等优点，被广泛用于叶片制造。风力发电机组的叶片主要由壳体、主梁和腹板等组成，它们均可采用真空灌注工艺进行制造。

图1是示出真空灌注工艺中树脂浸润增强材料的过程的示意图。

如图1所示，当通过叶片模具17对叶片(例如，叶片的壳体、主梁和腹板等)进行成型时，将树脂(例如，热固性树脂)通过注入口11注入真空膜13与模具17形成的灌注空间中，注入的树脂由导流介质15导流，并在经由抽气口12抽气而形成的负压的作用下流动，由此形成浸润区16。

在真空灌注成型时，采用热固性树脂，其具有不可逆性，技术难点在于树脂浸润增强材料(例如，纤维织物)的过程无法观察，难以进行预测和控制，无法精确地确定工艺参数，在实施过程中还停留在仅仅依靠经验“试错”来选择确定的阶段。

由于树脂的流动不均衡，容易造成包纱、浸润不良、干纱与半干纱等工艺缺陷，这些缺陷难以准确预测，往往给叶片产品带来致命的损伤。

目前，对叶片生产过程进行监控，但仅仅对树脂前锋(例如，图1中的树脂前锋14)的上表面的浸润情况进行监测(例如，目测或通过传感器监测)，受导流介质、透气毡等辅材的影响，视线受阻难以进行准确判断，并且难以实时观察叶片树脂在叶片内部的浸润情况，如果等脱模后才发现浸润不良等缺陷，需要消耗大量的时间进行维护，维护过程质量控制难度较大，严重影响了叶片产品质量或者生产交付周期，增加了叶片的生产成本。

此外，现有的嵌入式监测技术需要将传感器组件放入叶片的制品结构内部，这样的监测技术会损坏制品的内部结构并且埋入制品内部的传感器成型后无法取出，不可重复利用，成本太高。

另外，现有的非嵌入式监测技术完全在叶片模具的外部进行监测，这样的监测技术对于厚度较大的制品精度不高。

发明内容

本发明的目的之一在于解决上述技术问题。

本发明提供一种不损坏叶片制品的内部结构，不需要将传感器或传感器组件埋入叶片制品内部的叶片模具。

根据本发明的一方面，提供一种叶片模具，包括：内表面层，内表面层具有相对的第一表面和第二表面，第一表面形成叶片模具的成型面；外表面层，外表面层设置在内表面层的第二表面一侧；加热层，加热层设置在内表面层与外表面层之间，在叶片模具的预定监测点处设置有多个容纳通道，容纳通道的第一端位于内表面层中，并与成型面通过透光材料隔开，容纳通道的第二端暴露于叶片模具的外部，容纳通道与外部连通，用于可拆卸地安装传感器组件。由此，可以监测树脂在叶片内部的流动情况，进而控制树脂的流量和流速，降低因为树脂灌注带来的工艺问题，提高叶片的成型质量。

根据本发明的实施例，叶片模具可包括模具预埋件，模具预埋件具有管状通道，模具预埋件埋设在叶片模具中的容纳通道中。由此，可以重复地利用相关传感器，大大降低制造成本。

根据本发明的实施例，模具预埋件可穿过外表面层以及加热层，模具预埋件的第一端的端面位于内表面层中，且位于第一表面和第二表面之间。由此，可以不损坏叶片制品的内部结构。