專利名稱：涂敷凝膠涂層的方法及執(zhí)行所述方法的設(shè)備的制作方法
涂敷凝膠涂層的方法及執(zhí)行所述方法的設(shè)備本發(fā)明總體上涉及一種在敞開的模具中制造用于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的纖維加固部件 (諸如葉片)的方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種在布置至少一個(gè)包含纖維的材料層之前將至少一層凝膠涂層涂敷到敞開的模具的內(nèi)表面上的工序步驟以及一種能用于執(zhí)行所述方 ^iStJ(arrangement)。
背景技術(shù)：
在制造用于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的纖維加固部件(諸如葉片)的情況中，典型地采用這樣的制造工序，即，通常在敞口模具中將部件模塑成多個(gè)部分，例如，兩個(gè)半部。隨后，將各部分從相應(yīng)的模具中取出并接合到一起以形成所述部件。為了制備該模具，首先將通常被稱為凝膠涂層的涂層涂敷到敞開的模具的內(nèi)表面上。凝膠涂層是一種用于在纖維加固復(fù)合材料的成品部件的可見表面上提供高質(zhì)量涂裝(finish)的材料。將凝膠涂層在液體狀態(tài)下涂敷到模具上。使凝膠涂層固化以形成交聯(lián)聚合物，并隨后用復(fù)合聚合物基體(composite polymer matrices)(通常是聚酯樹脂及玻璃纖維或環(huán)氧樹脂與玻璃、纖維B和/或碳纖維的混合物)使之聚集(back up)。當(dāng)充分地固化并從模具中取出時(shí)，制得的組件或部分將呈現(xiàn)出通常被染色以提供增強(qiáng)了組件的外觀美感的有色光亮表面的凝膠表面。當(dāng)已將凝膠涂層涂敷到模具的內(nèi)表面上時(shí)，差不多需要一個(gè)小時(shí)來(lái)固化。在這段時(shí)間過程中，以及在凝膠涂層的涂敷過程中，凝膠涂層釋放出有害蒸氣。由于這些有害蒸氣，在該工序過程中，通常通過面具向涂敷凝膠涂層的人提供新鮮空氣。生產(chǎn)車間也需要進(jìn)行額外的通風(fēng)以抽出這些蒸氣。這通常用昂貴的大型通風(fēng)系統(tǒng)來(lái)完成，這些通風(fēng)系統(tǒng)典型地每天僅全負(fù)荷地工作幾個(gè)小時(shí)，即，在涂敷凝膠涂層時(shí)和使其固化時(shí)(從涂敷開始大約一個(gè)小時(shí))的時(shí)間過程中。在這段時(shí)間過程中，在生產(chǎn)車間中不能進(jìn)行其他的生產(chǎn)步驟。如果使用了兩個(gè)以上的模具，則需要相對(duì)于凝膠涂敷工序來(lái)調(diào)整生產(chǎn)，以不會(huì)把寶貴的鑄造時(shí)間浪費(fèi)在等待將凝膠涂層涂敷到其他模具中或生產(chǎn)車間的通風(fēng)上。在凝膠涂層的涂敷和固化之后的生產(chǎn)步驟過程中，典型地用手將多個(gè)纖維材料層布置到模具中，且然后通過樹脂使各個(gè)纖維材料層彼此粘附(attach)。發(fā)明目的及內(nèi)容這種類型的生產(chǎn)面臨著很多挑戰(zhàn)，例如應(yīng)對(duì)在生產(chǎn)車間中進(jìn)行通風(fēng)的需求、生產(chǎn)計(jì)劃、節(jié)省成本的需求等。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是減輕或克服上面提到的挑戰(zhàn)或缺陷中的一個(gè)或多個(gè)。這通過按照本說明書的引言部分的制造加固纖維部件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，所述涂敷凝膠涂層的工序步驟包括-從模具的第一端部且朝著模具的第二端部涂敷凝膠涂層，以及
-當(dāng)已涂敷凝膠涂層時(shí)，逐漸地從所述第一端部至所述第二端部覆蓋敞開的模具。這將減輕來(lái)自涂敷在模具中的凝膠涂層的蒸氣直接排放到環(huán)境(例如生產(chǎn)車間) 中。在一個(gè)可替代實(shí)施例中，可在模具的已設(shè)置有凝膠涂層的部件中形成負(fù)壓。這可例如通過從通過模具和覆蓋裝置限定的空間中抽出空氣來(lái)完成。這將顯著地減輕來(lái)自凝膠涂層的蒸氣自然排放到環(huán)境中。在另一實(shí)施例中，可從所述空間的一端處的一位置抽出空氣。這可形成通過該空間的氣流，該氣流將蒸氣有效地運(yùn)輸至遠(yuǎn)離該空間。此外，可從布置在由此抽出空氣的空間的相對(duì)端處的進(jìn)口將空氣供給至所述空間。在又一實(shí)施例中，可將待供給至該空間的所述空氣加熱至16攝氏度或以上的溫度。加熱的空氣降低了在模具中凝結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。甚至可使用更高的溫度，以加速固化。在另一實(shí)施例中，覆蓋可根據(jù)凝膠涂層在模具上的前進(jìn)而進(jìn)行。在另一實(shí)施例中，可將空氣的抽出布置在模具的第一端部處，而且可將空氣或氣體的供給布置在覆蓋裝置的前緣處，以增強(qiáng)對(duì)該空間中的環(huán)境的控制。在另一實(shí)施例中，例如可依靠可編程的機(jī)器人以預(yù)定圖案涂敷凝膠涂層。這可用于確保質(zhì)量并減輕對(duì)在此環(huán)境中工作的人的需求。本發(fā)明的設(shè)備包括覆蓋裝置，該覆蓋裝置布置成當(dāng)將凝膠涂層涂敷到敞開的模具的內(nèi)表面上時(shí)逐漸地覆蓋敞開的模具。在一個(gè)實(shí)施例中，可布置有抽氣裝置，以從通過模具和所述覆蓋裝置限定的空間中抽出空氣和蒸氣。該抽氣裝置可以是由本領(lǐng)域技術(shù)人員定尺寸以實(shí)現(xiàn)所述抽出的風(fēng)扇或通風(fēng)裝置?？梢跃o鄰模具或在中心位置處且從在此能夠?yàn)橐粋€(gè)以上的模具服務(wù)的方式定位有風(fēng)扇。在另一實(shí)施例中，可布置有載體裝置，以沿著模具可控地行進(jìn)并承載用于涂敷凝膠涂層的裝置。所述用于涂敷凝膠涂層的裝置可以是用于使用手持涂敷器(applicator) 的人的座位或平臺(tái)，或者在再一實(shí)施例中，凝膠涂層涂敷裝置可以是持有并操作該涂敷器的機(jī)器人。在另一實(shí)施例中，可布置有控制單元，以控制機(jī)器人裝置和載體裝置，從而控制凝膠涂層涂敷過程。在一個(gè)實(shí)施例中，覆蓋裝置的自由端可物理地附接至載體裝置，且因此覆蓋裝置將遵循載體裝置在模具上的移動(dòng)并在載體裝置在模具上的移動(dòng)之后延伸。在再一實(shí)施例中，可布置有單獨(dú)控制的電源裝置，以控制覆蓋裝置在模具上的覆蓋延伸范圍。在另一實(shí)施例中，覆蓋裝置可以是細(xì)長(zhǎng)撓性板，該板設(shè)置有橫向地延伸的加強(qiáng) (stiffening)元件，以防止該板塌陷到敞開的模具中。在另一實(shí)施例中，覆蓋裝置在從敞開的模具暴露的縮回狀態(tài)轉(zhuǎn)換到覆蓋敞開的模具的抽出狀態(tài)時(shí)顯示出伸縮特性。在另一實(shí)施例中，覆蓋裝置可布置成在其縮回狀態(tài)中卷繞成一卷，并布置成展開以得到抽出并覆蓋狀態(tài)。在下文中，將基于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述更加詳細(xì)地解釋本發(fā)明，這些實(shí)施例僅僅以實(shí)例的方式來(lái)解釋。在下面的詳細(xì)描述中，參照了附圖，附圖中


圖1示意性地示出了設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備的敞開模的頂視圖；圖2示意性地示出了根據(jù)圖1的實(shí)施例的側(cè)視圖；圖3示意性地示出了一個(gè)可替代覆蓋裝置實(shí)施例；圖4示意性地示出了再一可替代覆蓋裝置實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照?qǐng)D1和圖2，圖1和圖2分別示意性地示出了細(xì)長(zhǎng)的敞開的模具1的頂視圖和側(cè)視圖，該敞開的模具的長(zhǎng)度與待制造的部件或子部件的長(zhǎng)度基本對(duì)應(yīng)，并設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的設(shè)備。在模具1旁邊且在模具的縱向方向上布置有軌道2或?qū)к?track)，載體裝置3布置成在上述軌道或?qū)к壣闲羞M(jìn)。在本實(shí)施例中，一條軌道2布置在模具1的每側(cè)上的地面上。載體裝置3是設(shè)置有構(gòu)造成適合并遵循軌道2的互補(bǔ)的輪子4的結(jié)構(gòu)。載體裝置 3的結(jié)構(gòu)布置成承載機(jī)器人裝置5，該機(jī)器人裝置布置成當(dāng)載體裝置3在模具1上從模具1 的第一端1. 1行進(jìn)到模具1的第二端1. 2時(shí)將凝膠涂層涂敷到模具的內(nèi)表面上。由此減輕了對(duì)涂敷凝膠涂層的人的需求。載體裝置3還包括可控的驅(qū)動(dòng)裝置，以推動(dòng)載體沿著模具的行進(jìn)。然而，該驅(qū)動(dòng)裝置在圖中沒有明確地示出，因?yàn)樗侨绾螌?shí)現(xiàn)的并不是本發(fā)明的核心。有關(guān)的是能控制載體的移動(dòng)。然而，該驅(qū)動(dòng)裝置可例如包括電的、液壓的、氣動(dòng)的或其他類型的可控電源。機(jī)器人裝置5包括凝膠涂層的進(jìn)料器(feed)以及控制用于將凝膠涂層受控地涂敷到模具的內(nèi)部中的出口噴嘴的裝置。此外，布置有控制單元，以調(diào)整機(jī)器人裝置5和載體裝置3，從而自動(dòng)地推動(dòng)凝膠涂層的涂敷。在模具1的第一端1. 1處，布置有在此為一卷?yè)闲园宀?的形式的覆蓋裝置6。該板材的寬度適于覆蓋/橫跨模具1的寬度。為了防止撓性板6塌陷到模具內(nèi)，該板設(shè)置有按間隔布置地的橫向地延伸的加強(qiáng)條7。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，載體裝置3定位在模具1的第一端1. 1處，并使用在此為兩個(gè)連結(jié)件(Iink)S的形式的附接裝置附接至撓性板材6的自由端。當(dāng)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人裝置5開始在第一端1. 1處將凝膠涂層涂敷到模具1的內(nèi)表面上時(shí)，載體裝置3將開始沿著軌道2以適于機(jī)器人裝置5的涂敷凝膠涂層的能力的速度行進(jìn)。 當(dāng)將板6附接至載體裝置3時(shí)，板6將隨著載體裝置3沿著模具1行進(jìn)而鋪開，且因此該板將逐漸地且連續(xù)地覆蓋模具1。這將減少在涂敷過程中從模具1直接排放到生產(chǎn)車間中的蒸氣的量。當(dāng)載體裝置3和機(jī)器人裝置5已行進(jìn)到模具的第二端1. 2且凝膠涂層涂敷已結(jié)束時(shí)，板6將貼靠著模具1的上邊緣而覆蓋敞開的模具1。通過在模具1的第一端1. 1處布置抽氣裝置9以從開始起便從通過模具1和板6限定的空間(限定的空間)中吸出空氣和蒸氣，將從根本上減少在涂敷過程中以及之后在固化過程中從模具排放到生產(chǎn)車間中的蒸氣的量。設(shè)置在中心處的風(fēng)扇經(jīng)由生產(chǎn)車間中的通道系統(tǒng)(channel system)附接至模具的第一端1. 1。優(yōu)選地，將抽出的空氣運(yùn)輸至遠(yuǎn)離生產(chǎn)車間并處理掉。從限定的空間中抽出空氣和蒸氣導(dǎo)致在所述限定的空間中形成負(fù)壓，這將阻礙其中的蒸氣從該空間中通過板6與模具1的邊緣之間的可能縫隙漏出，因?yàn)橹車目諝鈱⒂捎趬翰畹尿?qū)動(dòng)而通過這種縫隙進(jìn)入該空間中。直至已完全覆蓋模具，周圍的空氣還將通過這種覆蓋前方的仍然敞開的模具進(jìn)入，形成在朝著模具的第一端部1. 1處的抽氣裝置的方向上通過該空間的氣流，從而直接從其來(lái)源處抽出蒸氣。術(shù)語(yǔ)負(fù)壓在此用于描述這樣一種情況，S卩，一空間中的氣壓低于周圍的氣壓，且因此形成從周圍環(huán)境到該空間的氣流。在圖3中示意性地示出了覆蓋裝置6的一個(gè)可替代實(shí)施例，其中，該覆蓋裝置是自支撐式伸縮型覆蓋裝置6’，并示出為完全延伸并覆蓋細(xì)長(zhǎng)模具的整個(gè)延伸范圍。這些伸縮式部件通常是直徑/尺寸逐步減小并貼靠著模具的側(cè)邊或貼靠著沿著模具的邊緣布置的滑動(dòng)表面的弧形板6’。這種伸縮式覆蓋裝置的延伸范圍可通過載體的移動(dòng)或通過其他適當(dāng)?shù)目煽仉娫囱b置來(lái)控制。布置有為尺寸調(diào)節(jié)接合部(junction) 10的形式的連接裝置，以將最大的弧形板連接至抽氣裝置9。最大的弧形板在伸縮式覆蓋裝置的縮回位置中布置成接受其他的板并布置成處于模具1的第一端1. 1處。在圖4中示意性地示出了覆蓋裝置6的又一實(shí)施例，其中，覆蓋裝置為通過樞轉(zhuǎn)接頭互相連接成一連串板6”的一串板單元的形式。在縮回位置中，這一連串板6”容納在導(dǎo)向件11中，該導(dǎo)向件可布置成在上方持有這一連串板且在模具外面。這一連串板(第一板) 的自由端附接至載體(圖4中未示出)，并且當(dāng)該載體在模具1上行進(jìn)時(shí)，逐漸地從導(dǎo)引件中拉出這一連串板6”，以覆蓋敞開的模具。優(yōu)選地，本設(shè)備還設(shè)置有抽氣裝置，以從逐漸增大的限定的空間中抽出空氣和蒸氣?？商娲兀@一連串板6”可布置成在其縮回位置中卷繞成一卷，且隨后展開并當(dāng)在敞開的模具上逐漸拉出這一連串板時(shí)覆蓋模具。覆蓋裝置6可通過如前所述的載體裝置3來(lái)控制，或者在其他實(shí)施例中，可通過單獨(dú)的可控電源裝置來(lái)控制，例如氣動(dòng)的、液壓的、電的或者其他可控的電源裝置。在單獨(dú)控制覆蓋裝置的情況下，可相對(duì)于凝膠涂層的前線(frontline)來(lái)控制覆蓋裝置6的前線。由此例如在涂敷過程中，將可早于凝膠涂層的前線來(lái)驅(qū)動(dòng)覆蓋裝置的前線，并提供對(duì)來(lái)自凝膠涂層的蒸氣的更好捕獲，并且當(dāng)接近模具1的端部1. 2時(shí)，中斷覆蓋裝置行進(jìn)，以允許機(jī)器人裝置5完成凝膠涂層涂敷，并在覆蓋裝置前進(jìn)至最終距離以封住敞開的模具之前從模具1中撤回。即使上面的抽氣裝置9已解釋為定位在模具的第一端1. 1處，但其可具有其他的位置且例如定位在載體裝置3處，從而優(yōu)選地在第一端1. 1處布置至少一個(gè)進(jìn)口，以推動(dòng)氣流通過限定的空間。在其他實(shí)施例中，將進(jìn)入該空間中的空氣調(diào)節(jié)到例如16°C以上，以降低凝結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)，且更優(yōu)選地為20°C以上，且最優(yōu)選地為25°C以上，以加速固化。
權(quán)利要求
1.一種在敞開的模具中制造諸如葉片的用于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的纖維加固部件的方法，所述方法包括在布置至少一個(gè)包含纖維的材料層之前將至少一層凝膠涂層涂敷到所述敞開的模具的彎曲內(nèi)表面上的工序步驟，其特征在于，所述涂敷凝膠涂層的工序步驟包括-從所述模具的第一端部且朝著所述模具的第二端部涂敷所述凝膠涂層，以及 -當(dāng)已涂敷所述凝膠涂層時(shí)逐漸地從所述第一端部至所述第二端部覆蓋所述敞開的模具。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過從通過所述模具和所述覆蓋裝置限定的空間中抽出空氣而在所述模具的已設(shè)置有所述凝膠涂層的部件中布置負(fù)壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，從所述空間的一端處的一位置中抽出所述空氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，從布置在由此抽出所述空氣的所述空間的相對(duì)端處的進(jìn)口將空氣供給至所述空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將待供給的所述空氣加熱至16攝氏度或以上的溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述覆蓋根據(jù)所述凝膠涂層在所述模具上的前進(jìn)而進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述模具的第一端部處進(jìn)行空氣的抽出，并且在所述覆蓋裝置的前緣處進(jìn)行空氣或氣體的供給。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，以預(yù)定圖案涂敷所述凝膠涂層。
9.一種用于制造諸如葉片的用于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的纖維加固部件的設(shè)備，其布置成用于敞開的模具以進(jìn)行將至少一層凝膠涂層涂敷到所述敞開的模具的彎曲內(nèi)表面上的工序步驟，所述設(shè)備包括用于將凝膠涂層涂敷到所述模具(1)的內(nèi)表面上的裝置，其特征在于，布置有覆蓋裝置(6)，以當(dāng)已涂敷凝膠涂層時(shí)逐漸地覆蓋所述敞開的模具(1)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，布置有抽氣裝置(9)，以從通過所述模具 (1)和所述覆蓋裝置(6)限定的空間中抽出空氣和蒸氣。
11.根據(jù)權(quán)利要求9-10中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，布置有載體裝置(3)，以沿著所述模具可控地行進(jìn)并承載所述用于涂敷凝膠涂層的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于涂敷凝膠涂層的裝置是機(jī)器人裝置(5)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，布置有控制單元，以控制所述機(jī)器人裝置( 和所述載體裝置(3)，從而控制所述凝膠涂層涂敷。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述覆蓋裝置物理地附接 (8)至所述載體裝置(3)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，布置有單獨(dú)控制的電源裝置，以控制所述覆蓋裝置(6)。
16.根據(jù)權(quán)利要求9-15中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述覆蓋裝置(6)是設(shè)置有橫向地延伸的加強(qiáng)元件(7)的細(xì)長(zhǎng)撓性板。
17.根據(jù)權(quán)利要求9-15中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述覆蓋裝置(6’)在從縮回狀態(tài)轉(zhuǎn)換到抽出并覆蓋狀態(tài)時(shí)顯示出伸縮特性。
18.根據(jù)權(quán)利要求9-16中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述覆蓋裝置陽(yáng)’)布置成在其縮回狀態(tài)中卷繞成一卷，并布置成展開以得到抽出并覆蓋狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明總體上涉及一種在敞開的模具中制造用于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的纖維加固部件(諸如葉片)的方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種在布置至少一個(gè)包含纖維的材料層之前將至少一層凝膠涂層涂敷到敞開的模具的內(nèi)表面上的工序步驟以及一種能用于執(zhí)行所述方法的設(shè)備。本工序步驟包括從模具的第一端部涂敷凝膠涂層并涂敷至模具的第二端部以及當(dāng)涂敷凝膠涂層時(shí)逐漸地從所述第一端部至所述第二端部覆蓋敞開的模具。本設(shè)備包括用于將凝膠涂層涂敷到模具(1)的內(nèi)表面上的裝置以及布置成當(dāng)涂敷凝膠涂層時(shí)逐漸地覆蓋敞開的模具(1)的覆蓋裝置(6)。
文檔編號(hào)B29C37/00GK102216058SQ200980145165
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月12日
發(fā)明者丹尼斯·安德烈·伯爾斯廷, 周嵚崟, 拉賈庫(kù)瑪·拉亞馬尼, 德 澤 雅各布斯·約翰內(nèi)斯·范 申請(qǐng)人:Lm玻璃纖維制品有限公司