[发明专利]一种风机叶片热塑性复合材料梁帽的连续模压制造工艺

说明书

本发明公开了一种风机叶片热塑性复合材料梁帽的连续模压制造工艺，该制备过程为在沿梁帽的长度方向上，连续的完成热塑性预浸料的裁剪，预浸料铺层，对铺层后的预浸料进行加温预定型，模具热压成型后冷却固化脱模，最终得到成品。利用本发明的工艺方法可以连续成型得到变截面的风机叶片复合材料梁帽，梁帽纤维体积含量均一且质量稳定，梁帽的尺寸形状灵活，同时本工艺仅需通过一套模具即可完成梁帽的连续热压成型制造，不仅提高了生产效率，而且有效的降低了生产的成本，缩短了制造周期，满足市场需求的同时带来了极大的便利。

技术领域

本发明涉及一种风机叶片热塑性复合材料梁帽的连续模压制造工艺，属于复合材料设备制造工艺技术领域。

背景技术

风能被全世界认为是目前可获得的最清洁、最具商业潜力和最具活力的可再生能源之一，复合材料风机叶片是风力发电机组捕获风能的核心部件，其性能的好坏直接影响到整个机组的运行特性和成本。

风机叶片的叶壳是由两个复合材料半壳组成的结构件，叶片在长度方向上是通过梁帽结构作为主要的承力部件，因此梁帽是风电叶片结构件中重要的部件之一，其设计和制造质量水平十分重要。

现有技术中，大型复合材料梁帽结构件的成型工艺主要有拉挤成型、液体成型和预浸料真空吸附成型等工艺。拉挤成型工艺中，增强材料通过树脂浸胶槽，固化成型，是一种具有生产不变横截面的复合材料产品的连续工艺，拉挤制品的纤维含量高，质量稳定。尽管拉挤成型工艺具备很多优势，但工艺的尺寸形状灵活性较差，对于制造大尺寸变截面的梁帽来说具有一定的局限性。液体成型方法的缺陷是纤维在铺放过程中存在效率低，铺放工艺一致性差，材料废料率高等不利因素，严重影响了制品的性能和成本。大多数叶片制造商更倾向于采用预浸料真空吸附工艺来保证大长度尺寸叶片梁帽的制备工艺效果，但是随着梁帽的厚度和宽度尺寸的逐渐增加，采用传统预浸料真空吸附工艺难以满足市场需求，其工艺效率和工艺质量也越来越难以保证。专利CN201210261878.1提出了一种改进的真空吸附工艺来制备复合材料梁帽，这一工艺可以用来有效提高大厚度尺寸梁帽的制造效率和质量，但在用于制备大宽度尺寸梁帽时仍存在工艺效率低、工艺质量风险大等消极因素。

因此，为了满足市场需求，提供一种高效的、产品质量稳定性高、重复性能好的风机叶片复合材料梁帽制造工艺，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的上述不足，提供一种风机叶片热塑性复合材料梁帽的连续模压制造工艺，通过本发明提供的工艺方法可以连续成型得到变截面的风机叶片复合材料梁帽，梁帽纤维体积含量具有均一性且质量稳定，同时本工艺仅需通过一套模具即可完成梁帽的连续热压成型制造，不仅提高了生产效率，而且有效的降低了生产成本，缩短了制造周期，满足市场需求的同时带来了极大的便利。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：一种风机叶片热塑性复合材料梁帽的连续模压制造工艺，该工艺方法为在沿梁帽的长度方向上，连续的完成热塑性预浸料的裁剪，预浸料铺层，对铺层后的预浸料进行加温预定型，通过模具对其进行热压成型后冷却固化脱模，最终得到变截面的风机叶片复合材料梁帽完整制品。

上述的一种风机叶片热塑性复合材料梁帽的连续模压制造工艺，具体包括如下步骤：

步骤1、根据预先设计完毕的风机叶片梁帽的尺寸准备定量的热塑性预浸料线材或预浸料带；

步骤2、使用预浸料切割机对热塑性预浸料按照所需尺寸进行批量切割裁剪；

步骤3、将裁剪后的热塑性预浸料通过分段延长式的方法进行铺层放置；

步骤4、对每一段不同铺层数的预浸料通过模具进行加温预定型处理；

步骤5、将最大尺寸段的预定型后的预浸料放置在模具模腔内进行热压固化成型。