風(fēng)機葉片工藝用手糊還是RTM更好一點
文章來源：未知日期：2019-10-08作者：麥科瀏覽次數(shù)：
利用RTM模擬仿真系統(tǒng)對風(fēng)機葉片的RTM充模過程進行了三維模擬，以優(yōu)化其成型工藝方案。通過比較和分析葉片根部線注射和側(cè)面線注射兩種注射方式的模擬結(jié)果，確定側(cè)面線注射為最佳注射方式。通過比較8個側(cè)面注射位置的模擬結(jié)果，優(yōu)化得到最佳的注射位置、合理的溢料口位置以及選擇溢料口的依據(jù)。模擬優(yōu)化的RTM工藝方案為：葉片側(cè)邊線注射，注口位置在距根部500 mm處，3個溢料口分布在葉片根部和尖端。實際制造中采用此方案得到了滿意的產(chǎn)品，模擬優(yōu)化RTM工藝大大降低了復(fù)合材料構(gòu)件的制造成本，為其他類似構(gòu)件的合理制備和優(yōu)化設(shè)計提供了參考依據(jù)。
復(fù)合材料風(fēng)機葉片是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵動部件，直接影響著整個系統(tǒng)的性能，要求具有長期在戶外自然環(huán)境條件下使用的耐候性和合理的價格。因此，葉片的設(shè)計和質(zhì)量十分重要，被視為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)水平代表。
傳統(tǒng)復(fù)合材料風(fēng)力發(fā)電機葉片多采用手糊工藝制造。把玻璃纖維織物和樹脂交替鋪在模具上，涂抹離型劑脫模而成。通過手糊工藝生產(chǎn)風(fēng)機葉片的主要缺點是產(chǎn)品質(zhì)量強烈依賴于工人的操作熟練程度及環(huán)境條件，生產(chǎn)效率低而且產(chǎn)品質(zhì)量波動較大，產(chǎn)品的動靜平衡保證性差，廢品率高。葉片在使用過程中由于手糊工藝過程中的含膠量不均勻、纖維／樹脂浸潤不良及固化不完全易出現(xiàn)裂紋、斷裂和葉片變形等問題。此外，手糊工藝過程伴有大量有害物質(zhì)和溶劑的釋放，有環(huán)境污染問題。因此，目前國外高質(zhì)量復(fù)合材料風(fēng)機葉片往往采用RIM（聚胺酯反應(yīng)注射成型）、RTM、纏繞及預(yù)浸料／熱壓工藝制造。其中RTM工藝適宜中小尺寸風(fēng)機葉片的中等批量生產(chǎn)(5000～30000片／年)。RTM工藝是首先在模腔中鋪放好按性能和結(jié)構(gòu)要求設(shè)計好的增強材料預(yù)成型體，涂上離型劑，采用注射設(shè)備將專用低粘度注射樹脂體系注入閉合模腔，排氣系統(tǒng)保證樹脂流動順暢并排出模腔中的全部氣體和徹底浸潤纖維，并且模具的加熱系統(tǒng)可使樹脂加熱固化而成型復(fù)合材料構(gòu)件。RTM工藝屬于半機械化的復(fù)合材料成型工藝，特別適宜一次整體成型的風(fēng)力發(fā)電機葉片，無需二次粘接。與手糊工藝相比，其節(jié)約各種工裝設(shè)備、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低。同時由于采用低粘度樹脂浸潤纖維以及加溫固化工藝，復(fù)合材料質(zhì)量高，且RTM工藝生產(chǎn)較少依賴工人的技術(shù)水平，工藝質(zhì)量僅僅依賴預(yù)先確定好的工藝參數(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量易于保證，廢品率低。
復(fù)合材料風(fēng)機葉片是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵動部件，直接影響著整個系統(tǒng)的性能，要求具有長期在戶外自然環(huán)境條件下使用的耐候性和合理的價格。因此，葉片的設(shè)計和質(zhì)量十分重要，被視為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)水平代表。
傳統(tǒng)復(fù)合材料風(fēng)力發(fā)電機葉片多采用手糊工藝制造。把玻璃纖維織物和樹脂交替鋪在模具上，涂抹離型劑脫模而成。通過手糊工藝生產(chǎn)風(fēng)機葉片的主要缺點是產(chǎn)品質(zhì)量強烈依賴于工人的操作熟練程度及環(huán)境條件，生產(chǎn)效率低而且產(chǎn)品質(zhì)量波動較大，產(chǎn)品的動靜平衡保證性差，廢品率高。葉片在使用過程中由于手糊工藝過程中的含膠量不均勻、纖維／樹脂浸潤不良及固化不完全易出現(xiàn)裂紋、斷裂和葉片變形等問題。此外，手糊工藝過程伴有大量有害物質(zhì)和溶劑的釋放，有環(huán)境污染問題。因此，目前國外高質(zhì)量復(fù)合材料風(fēng)機葉片往往采用RIM（聚胺酯反應(yīng)注射成型）、RTM、纏繞及預(yù)浸料／熱壓工藝制造。其中RTM工藝適宜中小尺寸風(fēng)機葉片的中等批量生產(chǎn)(5000～30000片／年)。RTM工藝是首先在模腔中鋪放好按性能和結(jié)構(gòu)要求設(shè)計好的增強材料預(yù)成型體，涂上離型劑，采用注射設(shè)備將專用低粘度注射樹脂體系注入閉合模腔，排氣系統(tǒng)保證樹脂流動順暢并排出模腔中的全部氣體和徹底浸潤纖維，并且模具的加熱系統(tǒng)可使樹脂加熱固化而成型復(fù)合材料構(gòu)件。RTM工藝屬于半機械化的復(fù)合材料成型工藝，特別適宜一次整體成型的風(fēng)力發(fā)電機葉片，無需二次粘接。與手糊工藝相比，其節(jié)約各種工裝設(shè)備、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低。同時由于采用低粘度樹脂浸潤纖維以及加溫固化工藝，復(fù)合材料質(zhì)量高，且RTM工藝生產(chǎn)較少依賴工人的技術(shù)水平，工藝質(zhì)量僅僅依賴預(yù)先確定好的工藝參數(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量易于保證，廢品率低。
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