用于制造風(fēng)力渦輪機葉片的方法及生產(chǎn)線的制作方法
【專利摘要】一種使用樹脂傳遞模塑工藝制造風(fēng)力渦輪機葉片的方法及生產(chǎn)線，風(fēng)力渦輪機葉片具有包括基體材料和纖維增強材料的復(fù)合殼體結(jié)構(gòu)。所述方法包括生產(chǎn)線（30），在生產(chǎn)線中風(fēng)力渦輪機葉片形成在多個模具（40，50）中。多個模具（40，50）的每個包括至少第一模具部件（41、51），至少第一模具部件包括第一模具腔（42，52）。所述生產(chǎn)線（30）還包括可以沿著生產(chǎn)線（30）移動的起重臺架裝置（35）。所述方法包括下列步驟：a）利用起重臺架裝置（35）將纖維增強材料布置在第一模具（40）的第一模具腔（42）中；b）沿著生產(chǎn)線（30）移動起重臺架裝置（35）到第二模具（50）；以及c）供應(yīng)可固化復(fù)合材料進入第一模具（40）的第一模具腔（42）中，同時基本上同時地利用起重臺架裝置（35）將纖維增強材料布置在第二模具（50）的第一模具腔（52）中。所述生產(chǎn)線（30）包括用于形成風(fēng)輪葉片的多個模具（40，50，60）。多個模具（40，50，60）的每個包括至少第一模具部件（41，51，61），至少第一模具部件包括第一模具腔（42，52，62）。
【專利說明】用于制造風(fēng)力渦輪機葉片的方法及生產(chǎn)線
[0001]本發(fā)明是2011年9月6日提交的、申請?zhí)枮?01080010755.X以及名稱為“用于制造風(fēng)力渦輪機葉片的方法及生產(chǎn)線”的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種使用樹脂傳遞模塑工藝制造風(fēng)力渦輪機葉片的方法，風(fēng)力渦輪機葉片具有復(fù)合殼體結(jié)構(gòu)，該復(fù)合殼體結(jié)構(gòu)包括基體材料和纖維增強材料。本發(fā)明還涉及一種使用樹脂傳遞模塑工藝制造風(fēng)力渦輪機葉片的生產(chǎn)線，風(fēng)力渦輪機葉片具有包括基體材料和纖維增強材料的復(fù)合殼體結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0003]利用項目導(dǎo)向制造方法制造風(fēng)力渦輪機葉片是已知的，例如在該方法中在同一工作車間中模塑和組裝每個風(fēng)力渦輪機葉片，此后風(fēng)力渦輪機葉片被任選地移動到另一個工作車間，通常為精加工工作車間，在那里切割、修剪、噴漆風(fēng)力渦輪機葉片，并且將最終配件安裝在風(fēng)力渦輪機葉片上。風(fēng)力渦輪機葉片通常由纖維增強聚合物制成，并且通常用模具制造為殼體部件，其中葉片型面的上側(cè)和下側(cè)(通常分別為壓力側(cè)和吸力側(cè))分別通過布置玻璃纖維墊在兩個模具部件的每個中并且其注射液態(tài)樹脂(該樹脂隨后被固化)來單獨地制造。此后，兩個半部通常借助內(nèi)凸緣部件膠接在一起。在上葉片半部被下降到下葉片半部上之前，膠體被應(yīng)用到下葉片半部的內(nèi)表面，或者反之亦然。此外，在膠接到上葉片半部之前，一個或兩個增強型面(梁)通常附接到下葉片半部的內(nèi)側(cè)。
[0004]用于風(fēng)力渦輪機葉片的殼體部件通常借助VARTM (真空輔助樹脂傳遞模塑)制造為纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中液態(tài)聚合物，也稱為樹脂，被填充進模具腔，在其中纖維增強材料已經(jīng)事先嵌入，并且其中在模具腔內(nèi)產(chǎn)生真空，由此吸入聚合物。聚合物可以是熱固性塑料或熱塑性塑料。
[0005]真空注入或VARTM是用于模制纖維復(fù)合模制件的工藝，其中均勻分布的纖維被分層堆放在其中一個模具部件中，纖維是粗紗，即成捆的纖維帶，粗紗帶，或墊，其是由單個纖維制造的毛氈墊或由纖維粗紗制造的編織墊。第二模具部件通常由彈性真空包制成，并且按順序被放置在纖維增強材料的頂部上。通過在模具部件的內(nèi)側(cè)與真空包之間的模具腔中產(chǎn)生通常為總真空的80%到95%的真空，液態(tài)聚合物可以被吸入并且填充內(nèi)含有的纖維增強材料的模具腔。所謂的分布層或分布管，也稱為入口通道，被使用在真空包與纖維增強材料之間以便獲得盡可能全面的和高效的聚合物分布。在大多數(shù)情況下，應(yīng)用的聚合物是聚酯或環(huán)氧樹脂，并且纖維增強大多數(shù)是基于玻璃纖維和/或碳纖維。
[0006]眾所周知的，用于制造大物體的模具，例如風(fēng)力渦輪機葉片，可以由兩個模具部件組成，它們被繞縱向鉸接線地閉合，其中鉸鏈?zhǔn)潜粍拥?，即，使用升降架來繞著用于關(guān)閉和打開模具的鉸接線提升其中一個模具部件。當(dāng)制造風(fēng)力渦輪機葉片時，閉合模具以便于將兩個葉片殼體半部膠接在一起，所述殼體半部在單獨的模具部件中被制造?？商娲?，風(fēng)力渦輪機葉片可以如在EP 1310351中公開的那樣制造。
[0007]然而，由于對風(fēng)力渦輪機的要求日益提高，越來越發(fā)現(xiàn)難以將常規(guī)的項目導(dǎo)向制造方法按比例調(diào)節(jié)來適應(yīng)所述要求，原因如下面所列出的若干個:首先，項目導(dǎo)向制造方法要求制造風(fēng)力渦輪機葉片所需要的所有材料，例如樹脂和纖維增強材料，必須輸運到每個工作車間，這對后勤要求很高。其次，每個車間必須裝配有在處理中的每個單個制造步驟所必須的工具和器械，其產(chǎn)生物力開支。此外，常規(guī)項目導(dǎo)向制造方法在每個單個工作車間中都需要模具，這是昂貴的，因為模具的制造和維護是耗時的并且因此是昂貴的。并且，常規(guī)項目導(dǎo)向制造方法占用大量空間，并且因為在每個工作車間的工人必須執(zhí)行各種制造步驟，會有制造的風(fēng)力渦輪機葉片的質(zhì)量可能變差的風(fēng)險。
[0008]EP 2014449A公開了一種用于通過攤開、切割和熱成型來生產(chǎn)復(fù)合材料的寬部件的工具和方法。所述工具包括兩個相同工作臺，以及具有用于在兩個工作臺上操作的工具頭的起重臺架。每個工作臺設(shè)有在其上展開和切割纖維材料的柔性膜。隨后，部件在熱成型處理中被成型，其中包括柔性成型膜的工具在由加熱裝置供應(yīng)的熱的影響下使纖維材料變形。根據(jù)EP 2014449A的說明書，該設(shè)備的重要特征是，它具有就地層疊、切割和通過加熱裝置形成分層復(fù)合材料的能力。然而，這種使用柔性膜成型工具的熱成型處理和使用用于加熱工件到熱成型所需高溫的裝置是與使用樹脂傳遞模塑工藝生產(chǎn)高精度風(fēng)力渦輪機葉片不相容的。
[0009]因此本發(fā)明的目的是獲得一種制造風(fēng)力渦輪機葉片的新方法和生產(chǎn)線，其克服或減輕現(xiàn)有技術(shù)的至少一個缺點或者其提供有用的替代。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是通過一種包括生產(chǎn)線的方法來獲得，其中風(fēng)力渦輪機葉片形成在多個模具中，多個模具的每個包括至少第一模具部件，第一模具部件包括第一模具腔，所述生產(chǎn)線還包括可以沿著生產(chǎn)線移動的起重臺架裝置，其中所述方法包括下列步驟:a)利用起重臺架裝置將纖維增強材料布置在第一模具的第一模具腔中；b)沿著生產(chǎn)線移動起重臺架裝置到第二模具；以及c)供應(yīng)可固化基體材料進入第一模具的第一模具腔中，同時基本上同時地利用起重臺架裝置將纖維增強材料布置在第二模具的第一模具腔中。由此提供了一種方法，借助該方法可以利用更少的物力，例如模具和工具，來制造風(fēng)力渦輪機葉片，或者由于當(dāng)與常規(guī)項目導(dǎo)向制造方法相比時增加了每單位時間制造的風(fēng)力渦輪機葉片的數(shù)量，所以另外地還提高了產(chǎn)量。作為實例，所述方法可以在具有三個模具和一個起重臺架裝置的結(jié)構(gòu)中將每24小時的產(chǎn)量從3個風(fēng)力渦輪機葉片提高到6個。因為起重臺架裝置是相對于多個模具可移動的，所述方法進一步規(guī)定，起重臺架裝置可以裝配有專用于由起重臺架裝置實施制造步驟，即設(shè)置纖維增強材料，的專門的且先進的裝置，因為所述方法減少需要的起重臺架的數(shù)量。然而，所述方法還將與多個起重臺架一起工作，例如2、3、4或5個，但是成本就不會那么劃算了?？商娲鼗蚋郊拥兀鹬嘏_架裝置可以由專業(yè)工人來操控，其在起重臺架裝置處所執(zhí)行制造步驟方面是熟練的并且訓(xùn)練有素的。然而，起重臺架裝置也可以是自動化的，例如通過使用機器人，以便需要更少的工人。也可以指望自動化來額外地提聞制造的風(fēng)力潤輪機葉片的質(zhì)量。
[0011]供應(yīng)的可固化基體材料通常被注入并且優(yōu)選地是樹脂，例如聚酯、乙烯酯、或環(huán)氧樹脂?；w材料通過使用樹脂傳遞模塑(RTM)來注射，其中使用正壓差來注射樹脂進入模具腔，或者通過使用真空輔助樹脂傳遞模塑(VARTM)，其中低壓力形成在模具腔中，從而抽吸液態(tài)樹脂進入模具腔。
[0012]生產(chǎn)線還可以包括與多個模具相關(guān)的多個工作站。在每個模具處設(shè)置至少一個工作臺，并且多個工作臺優(yōu)選地裝配有用于執(zhí)行RTM和/或VARTM并且用于閉合模具以及將網(wǎng)組裝在風(fēng)力渦輪機葉片內(nèi)的工具和器械。多個模具是相對于生產(chǎn)線靜止的，但是多個模具的每個的第一模具部件和/或第二模具部件是可操作的，以便它們可以被裝配并且形成閉合模具組件。
[0013]在多個模具的每個的第一模具腔內(nèi)布置纖維增強材料優(yōu)選地僅通過使用起重臺架裝置來實施，而剩余的必要制造步驟在設(shè)置在多個模具的每個處的工作站中的每一個處實施。
[0014]多個模具優(yōu)選地沿著生產(chǎn)線被布置在彼此的延長線上，優(yōu)選地以便它們形成基本上筆直的生產(chǎn)線，并且多個模具甚至更優(yōu)選地被設(shè)置在彼此的縱向延長線上，然而所述方法也可以由具有相對于生產(chǎn)線的歪斜或甚至垂直取向的多個模具來執(zhí)行。
[0015]根據(jù)第一實施例，所述方法還包括下述步驟:d)沿著生產(chǎn)線移動起重臺架裝置到第三模具，e)供應(yīng)可固化基體材料進入第二模具的第一模具腔中，同時基本上同時地利用起重臺架裝置將纖維增強材料布置在第三模具的第一模具腔中。從而一次僅需要單個起重臺架裝置來布置纖維增強材料，這是因為由于根據(jù)本發(fā)明的順序制造步驟，一次僅有一個模具來執(zhí)行這個制造步驟?？梢匝刂a(chǎn)線移動的起重臺架裝置可以在幾分鐘內(nèi)在多個模具的每個之間移動，例如1、2或3分鐘，從而使用最小的輸運時間。
[0016]在另一個實施例中，所述第一模具包括至少第一模具部件和第二模具部件，其可以裝配來形成閉合模具組件，每個模具部件包括模具腔。因此，可以使用每個模具部件以便于形成風(fēng)力渦輪機葉片的單獨的殼體部件。所述殼體部件通常構(gòu)造作為葉片的下部，例如吸力側(cè)，和葉片的上部，例如壓力側(cè)。一會兒之后殼體部件例如通過膠接位于最終風(fēng)力渦輪機葉片的前緣和后緣處的凸緣而被互相粘接在一起。因此，所述模具部件包括模制表面，其限定最終葉片外側(cè)的一部分。每個模具部件的模具腔可以通過將真空包密封到模具部件來形成。真空源可以被連結(jié)到模具腔以便在注射液態(tài)基體材料之前排空模具腔。
[0017]多個模具的每個可以具有第一模具部件和第二模具部件，其成對可以裝配來形成閉合模具組件，例如通過將真空包密封到相應(yīng)的模具部件。多個模具的每個的每個模具部件都包括模具腔。
[0018]在另一個實施例中，所述方法還包括步驟:基本上與步驟a)同時地閉合第二模具，并且供應(yīng)可固化基體材料進入第三模具的第一模具腔，和/或基本上與步驟c)同時地閉合第三模具，和/或基本上與步驟e)同時地閉合第一模具，和/或沿著生產(chǎn)線將起重臺架裝置移動到第一模具。由此，所述方法提供連續(xù)的生產(chǎn)線。如果該方法在每個模具處執(zhí)行所被執(zhí)行的制造步驟或一組制造步驟的時間是相似的并且因此是保持平衡的，以便每個模具被有效地使用并且起重臺架裝置可以連續(xù)地工作，則所述方法是特別高效的。因此，在該方法在每個模具上執(zhí)行制造步驟或一組制造步驟所花費的時間明顯不同的情況中，可以添加額外的模具到生產(chǎn)線，以便建立緩沖區(qū)或者平衡時間。在優(yōu)選實施例中，模制線包括三個模具和一個起重臺架裝置。在另一個優(yōu)選實施例中，起重臺架裝置在12小時內(nèi)將纖維增強材料布置在多個模具的每個上。在又另一個實施例中，步驟b)和d)中每一個都在15分鐘內(nèi)被執(zhí)行，并且在又另一個實施例中，步驟a)和c)中每一個都在I小時或者2小時內(nèi)被執(zhí)行。
[0019]在另一個實施例中，所述纖維增強材料當(dāng)被起重臺架裝置布置在多個模具中時是干的，例如并不預(yù)先浸潰有樹脂。然而，所述方法也可以利用預(yù)先浸潰的纖維增強材料或它們的組合來執(zhí)行?？杀活A(yù)先浸潰的纖維增強材料和/或附加增強材料優(yōu)選地被設(shè)置在模具中以便形成縱向增強結(jié)構(gòu)并且給制造的風(fēng)力渦輪機葉片提供機械強度。
[0020]在另一個實施例中，多個模具的每個被布置有用于供應(yīng)可固化基體材料和/或用于閉合模具的至少一個工作站。由此，所述方法規(guī)定了，多個模具的每個具有單獨的工作站。工作站裝配有用于執(zhí)行所要求的制造步驟的工具和器械，例如供應(yīng)可固化基體材料、閉合模具以及在風(fēng)力渦輪機葉片內(nèi)安裝網(wǎng)。
[0021]在另一個實施例中，第二模具布置在第一模具的延長線上和/或第三模具布置在第二模具的延長線上，以便多個模具形成細長的和對齊的生產(chǎn)線。這種細長的布置的優(yōu)點是生產(chǎn)線非常容易接近的。并且，通過使模具對齊，其非常適用于為多個模具布置公共的起重臺架裝置。
[0022]細長的且對齊的布置可以以不同方式來實現(xiàn)。例如，模具的擋板式/錯開對齊是可行的，其中模具被互相并列地布置，并且沿著縱向方向相對于彼此錯開。在一個實施例中，沿著相對于縱向方向成一定角度的方向使模具相對于彼此平行地平移/移動。任何角度都是可行的。然而，有利地在縱向軸線與平行平移/移動的方向之間的所述角度小于30度，可替代地小于20度，可替代地在15度與5度之間的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，構(gòu)造起重臺架裝置來沿著基本上與平行平移/移動的方向平行的方向行進/運動。
[0023]通過這種擋板式/錯開對齊，可以在一方面降低所需要的起重臺架裝置的寬度/跨度從而增加起重臺架裝置的剛度和精度，和另一方面降低包括多個模具的生產(chǎn)線的總長度之間實現(xiàn)權(quán)衡。可根據(jù)模具的占地面積的縱橫比以及模具周圍所需要的工作空間，找到最優(yōu)的平衡。降低起重臺架裝置需要的跨度具有增加起重臺架的剛度的優(yōu)點，從而允許提高附接到起重臺架的設(shè)備的定位精度。從而，例如可以提高纖維布置的質(zhì)量。
[0024]優(yōu)選地，第二模具和隨后的多個模具基本上設(shè)置在第一模具的縱向延長線上。從而可以最小化需要的起重臺架裝置的寬度，實現(xiàn)上述的優(yōu)點。
[0025]在另一個實施例中，起重臺架裝置沿著多個模具的縱向方向移動。由此，起重臺架裝置可以具有最小的寬度，因為模具具有比長度小得多的寬度。因此最小化了起重臺架裝置的跨度。起重臺架裝置可以借助輥子和/或輪子沿著生產(chǎn)線移動，并且可以布置在軌道上。
[0026]在另一個實施例中，上述方法還包括多個網(wǎng)生產(chǎn)站。由此，所述方法還提供用于生產(chǎn)安裝在風(fēng)力渦輪機葉片內(nèi)側(cè)的網(wǎng)的裝置。網(wǎng)生產(chǎn)站的數(shù)量優(yōu)選地與模具的數(shù)量相同，然而可以具有比模具更少的網(wǎng)生產(chǎn)站。在工作站使用的用于供應(yīng)可固化基體材料的工具和器械也用來制造網(wǎng)。然而，單獨的網(wǎng)生產(chǎn)站也可以具有單獨的設(shè)備，其不被多個工作站共用。
[0027]在另一個實施例中，使網(wǎng)生產(chǎn)站被并置到生產(chǎn)線上的多個模具的每一個。由此，網(wǎng)在每個模具附近生產(chǎn)，該網(wǎng)就被應(yīng)用于該模具，這縮短處理時間。
[0028]在另一個實施例中，所述方法還包括設(shè)置在生產(chǎn)線的縱向延長線上的完成線。由此，所述方法提供用于生產(chǎn)可直接安裝的風(fēng)力渦輪機葉片的綜合方法。完成線可以包括多個精加工站，其包括質(zhì)量檢查站、切割與修剪站、拋光站以及涂漆站，其中切割與修剪站和涂漆站可以是自動的。完成線優(yōu)選地被設(shè)置在與生產(chǎn)線相同的生產(chǎn)大廳中，從而某些精加工站需要單獨的空氣清潔設(shè)施來保持生產(chǎn)大廳中的清潔和可接受的工作環(huán)境。可以使用起重機裝置來從多個模具的每個搬運風(fēng)力渦輪機葉片到完成線。
[0029]在另一個實施例中，制造的風(fēng)力渦輪機葉片具有至少為30米、或40米、或50米的長度。
[0030]在另一個實施例中，所述方法在具有至少250米長度和至少30米寬度的生產(chǎn)設(shè)施中被執(zhí)行。
[0031]本發(fā)明的目的也由包括用于形成風(fēng)力渦輪機葉片的多個模具的生產(chǎn)線來實現(xiàn)，多個模具的每個包括具有第一模具腔的至少第一模具部件，并且在于所述生產(chǎn)線還包括可以沿著生產(chǎn)線移動的起重臺架裝置。由此，提供了一種生產(chǎn)線，其中能夠連續(xù)地生產(chǎn)風(fēng)力渦輪機葉片。生產(chǎn)線需要更少的物力，例如模具或工具，或者當(dāng)與常規(guī)項目導(dǎo)向制造方法相比時，還提高了產(chǎn)量。作為實例所述生產(chǎn)線可以在具有3個模具和一個起重臺架裝置的結(jié)構(gòu)中將每24小時制造的風(fēng)力渦輪機葉片的數(shù)量從3個提高到6個。生產(chǎn)線還可以是自動的，其被指望用來進一步提高產(chǎn)量以及附加地提高制造的風(fēng)力渦輪機葉片的質(zhì)量。
[0032]根據(jù)第一實施例，多個模具布置在第一模具的縱向延長線上。由此起重臺架裝置需要最小的跨度，因為模具在縱向方向上是細長的。所述生產(chǎn)線可以還包括完成線，其包括多個精加工站，精加工站包括質(zhì)量檢查站、切割與修剪站、拋光站以及涂漆站，其中切割與修剪站和涂漆站可以是自動的。完成線優(yōu)選地被設(shè)置在與生產(chǎn)線相同的生產(chǎn)大廳中，從而某些精加工站需要單獨的空氣清潔設(shè)施來保持生產(chǎn)大廳中的清潔和可接受的工作環(huán)境。生產(chǎn)線可以還包括用于生產(chǎn)安裝在風(fēng)力渦輪機葉片內(nèi)側(cè)的網(wǎng)的多個網(wǎng)生產(chǎn)站。網(wǎng)生產(chǎn)站的數(shù)量優(yōu)選地與模具的數(shù)量相同，然而，可以具有比模具更少的網(wǎng)生產(chǎn)站。在工作站處用來供應(yīng)可固化基體材料的工具和器械也可以使用來制造網(wǎng)。然而，單獨的網(wǎng)生產(chǎn)站也可以具有單獨的設(shè)備，其不被多個工作臺共用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]下面參考在附圖中示出的實施例詳細地解釋本發(fā)明，其中圖1表示現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力渦輪機，
圖2表示現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)力渦輪機葉片，
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的在步驟a)和c)期間具有第一工作站、第二工作站、第一模具、第二模具以及起重臺架裝置的生產(chǎn)線，
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的在步驟a)、c)和e)期間具有第一工作站、第二工作站、第三工作站、第一模具、第二模具、第三模具以及起重臺架裝置的生產(chǎn)線，以及
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的如圖4所示的生產(chǎn)線和第一、第二以及第三網(wǎng)生產(chǎn)站，
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的具有起重臺架裝置和處于擋板式/錯開對齊的第一工作站、第二工作站、第三工作站、第一模具、第二模具、第三模具的生產(chǎn)線。

【具體實施方式】
[0034]圖1表示根據(jù)所謂的“丹麥概念”具有塔4、短艙6以及帶基本上水平轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子的常規(guī)現(xiàn)代迎風(fēng)風(fēng)力渦輪機2。轉(zhuǎn)子包括轂8和徑向從轂8延伸的三個葉片10，每個具有最靠近轂8的葉片根部16和最遠離轂8的葉片尖部14。
[0035]圖2表示常規(guī)風(fēng)力渦輪機葉片20，其通常被制造成一個構(gòu)件或兩個構(gòu)件，其中兩個構(gòu)件的每一個具有沿著縱向方向L與由兩個構(gòu)件組裝的風(fēng)力渦輪機葉片相同的長度。
[0036]圖3表示具有第一工作站31和第二工作站32的生產(chǎn)線30。第一模具40設(shè)置在第一工作站31處，而第二模具50設(shè)置在第二工作站32處。第一模具40包括第一模具部件41，其包括第一模具腔42，第一模具腔42相應(yīng)于風(fēng)力渦輪機葉片下側(cè)的包絡(luò)，例如葉片的吸力側(cè)；和第二模具部件43，其具有第二模具腔44，第二模具腔相應(yīng)于風(fēng)力渦輪機葉片上側(cè)的包絡(luò)，例如葉片的壓力側(cè)。第二模具相應(yīng)地包括第一模具部件51，其包括第一模具腔52，第一模具腔52相應(yīng)于風(fēng)力渦輪機葉片下側(cè)的包絡(luò)，例如葉片的吸力側(cè)；和第二模具部件53，其具有第二模具腔54，第二模具腔相應(yīng)于風(fēng)力渦輪機葉片上側(cè)的包絡(luò)，例如葉片的壓力側(cè)。軌道裝置34從第一工作站31延伸到第二工作站32。軌道裝置34具有至少等于第一模具40、第二模具50的長度以及在第一模具40與第二模具50之間的縱向距離的長度。由此，可移動安裝在軌道裝置34上的起重臺架裝置可以掃過在第一工作站31中的第一模具40和在第二工作站32中的第二模具50，并且可以從第一工作站31移動到第二工作站32。
[0037]起重臺架裝置優(yōu)選地用來將纖維增強材料布置在第一工作站31處的第一模具40的第一 41和第二模具部件43中，此后起重臺架裝置35被移動到第二工作站31，在那里起重臺架裝置35用來將纖維增強材料布置第二模具50的第一 51和第二模具部件53中。當(dāng)使用相同的起重臺架裝置35時，纖維增強材料在第二模具50的單獨的模具部件51、53中的設(shè)置相同于或至少基本上相似于纖維增強材料在第一模具40的單獨的模具部件41、43中的設(shè)置，然而，如果第一模具40和第二模具50具有不同的設(shè)計和/或幾何形狀就會呈現(xiàn)差異。然而在下面僅針對第一模具40描述設(shè)置纖維增強材料的方法，但是對于第二模具50來說程序是相似或者甚至是相同的。纖維增強材料在單獨的模具部件41、43每個中的設(shè)置可以以手動或自動的方式來實施，起重臺架裝置35可以由單獨的模具部件41、43共用或者對于每個單獨的模具部件41、43可以使用單獨的起重臺架裝置35。在設(shè)置纖維增強材料之前，單獨的模具部件41、43的模具腔42、44通常用凝膠層等來涂覆。纖維增強材料可以包括多種形式的纖維，例如粗麻、墊、預(yù)浸料坯和預(yù)成品。纖維可以是任何的材料，但是優(yōu)選地由玻璃和/或碳制成?？商娲乜梢允褂弥参锢w維或金屬纖維，例如鋼纖維。
[0038]在起重臺架裝置35已經(jīng)將纖維增強材料設(shè)置在第一模具40的單獨的模具部件41,43中之后，使第一模具40準(zhǔn)備用于可固化基體材料的注入，例如液態(tài)樹脂。通常，使用RTM或VRATM工藝，并且通過在單獨的模具部件41、43的每個中的纖維增強材料的頂部上設(shè)置樹脂入口通道來對單獨的模具部件41、43的每個進行準(zhǔn)備。隨后，每個單獨的模具部件41、43被氣密的真空包來覆蓋和密封，從而建立模具腔。由此，在模具部件41、43與真空包之間可以產(chǎn)生真空，以便可固化基體材料可以經(jīng)由樹脂入口通道被抽吸進模具腔并且浸潰纖維增強材料。通常，從根部區(qū)域注入基體材料。在已經(jīng)設(shè)置纖維增強材料之后，上述相關(guān)供應(yīng)可固化基體材料的內(nèi)容也適用于第二模具50。
[0039]圖4表示與在圖3中描述的生產(chǎn)線相似的生產(chǎn)線30。然而，通過后接第二工作站32的第三工作站33來延長生產(chǎn)線30。第三模具60設(shè)置第三工作站33處，并且第三模具60包括第一模具部件61，其包括第一模具腔62，第一模具腔62相應(yīng)于風(fēng)力渦輪機葉片下側(cè)的包絡(luò)，例如葉片的吸力側(cè)；和第二模具部件63，第二模具部件具有第二模具腔64，其相應(yīng)于風(fēng)力渦輪機葉片上側(cè)的包絡(luò)，例如葉片的壓力側(cè)。軌道裝置34從第二工作站32延伸到第三工作站33，以便起重臺架裝置35也可以從第二工作站32移動到第三工作站33并且沿著第三模具60的整個縱向長度。圖4表示當(dāng)執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法時在三個不同時間點上的生產(chǎn)線30，并且所述方法已經(jīng)到達穩(wěn)定狀態(tài)，例如當(dāng)建立了風(fēng)力渦輪機葉片的連續(xù)制造。
[0040]在第一時間點處，起重臺架裝置35運行在第一工作站31處，在那里起重臺架裝置35用來將纖維增強材料設(shè)置在第一模具40的單獨的模具部件41、43中。在相同時間點上，供應(yīng)可固化基體材料到位于第三工作站33處的第三模具60，同時裝配在第二工作站32處的第二模具50的單獨的模具部件51、53，由此形成了閉合的第二模具組件56。
[0041]在第二時間點處，在第一時間點之后發(fā)生，起重臺架裝置35已經(jīng)移動到第二工作站32，在那里閉合的第二模具組件56已經(jīng)被打開，并且移除了制造好的風(fēng)力渦輪機葉片，以便第二模具50的單獨的模具部件51、53準(zhǔn)備接收由起重臺架裝置35設(shè)置的新纖維增強材料。在相同時間點上，供應(yīng)可固化基體材料到在第一工作站31處的第一模具40，其在第一時間點已經(jīng)設(shè)置了纖維增強材料。并且，在相同時間點上，裝配在第三工作站33處的第三模具60的單獨的模具部件61、63，由此形成了閉合的第三模具組件66。
[0042]在第三時間點，在第二時間點之后發(fā)生，起重臺架裝置35已經(jīng)移動到第三工作站33，在那里閉合的第三模具組件66已經(jīng)被打開，并且移除了制造好的風(fēng)力渦輪機葉片，以便第三模具60的單獨的模具部件61、63準(zhǔn)備接收由起重臺架裝置35設(shè)置的新纖維增強材料。在相同時間點上，供應(yīng)可固化基體材料到在第二工作站32處的第二模具50，其在第二時間點已經(jīng)設(shè)置了纖維增強材料。并且，在相同時間點上，裝配在第一工作站31處的第一模具40的單獨的模具部件41、43，由此形成了閉合的第一模具組件46。
[0043]此后，起重臺架裝置35可以移動返回到第一工作站31，在那里在打開閉合的第一模具組件46之后可以重復(fù)上述的程序，以便第一模具40的單獨的模具部件41、43準(zhǔn)備接收由起重臺架裝置35設(shè)置的新纖維增強材料。
[0044]圖5表示如在圖4中所示的生產(chǎn)線30，但是具有用于供應(yīng)嵌入到風(fēng)力渦輪機葉片內(nèi)的網(wǎng)75的第一 71、第二 72和第三網(wǎng)生產(chǎn)站73。網(wǎng)生產(chǎn)站71、72、73優(yōu)選地與生產(chǎn)線30并置以便網(wǎng)生產(chǎn)站71、72、73的每一個可以向工作站31、32、33中的至少一個供應(yīng)網(wǎng)。生產(chǎn)線30可以還包括設(shè)置在生產(chǎn)線30縱向延長線上的完成線，其中完成線可以包括多個精加工站，精加工站包括質(zhì)量檢查站、切割與修剪站、拋光站以及涂漆站，其中切割與修剪站和涂漆站可以是自動的。完成線優(yōu)選地被設(shè)置在與生產(chǎn)線相同的生產(chǎn)大廳中，從而一些精加工站需要單獨的空氣清潔設(shè)施來保持生產(chǎn)大廳中的清潔和可接受的工作環(huán)境。可以使用起重機裝置來從多個模具的每個如由搬運箭頭80所示地搬運制造好的風(fēng)力渦輪機葉片45到完成線。
[0045]圖6表示具有處于節(jié)省空間的擋板式/錯開對齊的第一工作站、第二工作站、第三工作站、第一模具50、第二模具40、第三模具60的生產(chǎn)線30。模具40、50、60基本上互相平行并且沿著縱向方向100相對于彼此錯開。模具40、50、60因此被沿著與模具40、50、60的縱向方向100成角度a的方向101相對于彼此平行地平移/移動。從而第二模具50設(shè)置在第一模具40的延長線上，并且第三模具60設(shè)置在第二模具50的延長線上，以便模具40、50,60形成細長的和對齊的生產(chǎn)線30。在縱向方向100與平行平移/移動的方向101之間的角度a有利地小于30度，可替代地小于20度，可替代地在15度與5度之間的范圍內(nèi)。起重臺架裝置35提供在軌道34上，并且可以沿著基本上與在模具40、50、60之間的平行平移/移動的方向101平行的方向在這些軌道34上移動。
[0046]所述方法和生產(chǎn)線30也可以在供應(yīng)可固化基體材料之前在模具40、50、60被閉合以形成閉合的模具組件46、56、66的情況下執(zhí)行，以便形成一體的風(fēng)力渦輪機葉片，例如沒有接縫。
[0047]已經(jīng)關(guān)于優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明。然而，本發(fā)明的范圍不被限制為示出的實施例，并且在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以實施改變和修改。
[0048]參考標(biāo)記
2 風(fēng)力渦輪機 4 塔 6 短艙 8 轂
10葉片 14 葉片尖部 16 葉片根部 20 風(fēng)力渦輪機葉片
30生產(chǎn)線
31第一工作站
32第二工作站
33第三工作站
34軌道裝置
35起重臺架裝置
40第一模具
41第一模具部件(第一模具40的)
42第一模具腔(第一模具部件41的)
43第二模具部件(第一模具40的)
44第一模具腔(第二模具部件43的)
45風(fēng)力渦輪機葉片(由第一模具40定型的)
46閉合第一模具組件
50第二模具
51第一模具部件(第二模具50的)
52第一模具腔(第一模具部件51的)
53第二模具部件(第二模具50的)
54第一模具腔(第二模具部件53的)
56 閉合第二模具組件60第三模具
61第一模具部件(第三模具60的)
62第一模具腔(第一模具部件61的)
63第二模具部件(第三模具60的)
64第一模具腔(第二模具部件63的)66閉合第三模具組件
71第一網(wǎng)生產(chǎn)站
72第二網(wǎng)生產(chǎn)站
73第三網(wǎng)生產(chǎn)站75網(wǎng)
80搬運箭頭(向完成線)
100縱向方向
101平移/移動方向α角度
【權(quán)利要求】
1.一種使用樹脂傳遞模塑工藝制造風(fēng)力渦輪機葉片的方法，風(fēng)力渦輪機葉片具有包括基體材料和纖維增強材料的復(fù)合殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述方法包括生產(chǎn)線(30)，在該生產(chǎn)線中風(fēng)力渦輪機葉片形成在多個模具(40、50、60)中，多個模具(40、50、60)的每個包括至少一個模具部件(41、51、61)，所述至少一個模具部件包括模具腔(42、52、62)，其中所述生產(chǎn)線(30)還包括可沿著生產(chǎn)線(30)移動的起重臺架裝置(35)，所述方法包括下列步驟: a)利用起重臺架裝置(35)將纖維增強材料布置在第一模具(40)的至少一個模具腔(42)中； b)沿著生產(chǎn)線(30)移動起重臺架裝置(35)到第二模具(50);以及 c)供應(yīng)可固化基體材料進入第一模具(40)的至少一個模具腔(42)中，同時基本上同時地利用起重臺架裝置(35 )將纖維增強材料布置在第二模具(50 )的至少一個模具腔(52 )中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法還包括下列步驟: d)沿著生產(chǎn)線(30)移動起重臺架裝置(35)到第三模具(60)； e)供應(yīng)可固化基體材料進入第二模具的至少一個模具腔(52)中，同時基本上同時地利用起重臺架裝置(35)將纖維增強材料布置在第三模具(60)的至少一個模具腔(62)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述第一模具(40)包括至少第一模具部件(41)和第二模具部件(43)，它們可以裝配來形成閉合的第一模具組件(46)，每個模具部件(41，43)都包括模具腔(42，44)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的方法，其中所述方法還包括步驟: -基本上與步驟a)同時地閉合第二模具(50)并且供應(yīng)可固化基體材料進入第三模具(60)的至少一個模具腔(62)，和/或 -基本上與步驟c)同時地閉合第三模具(60)，和/或 -基本上與步驟e)同時地閉合第一模具(40)，和/或 -沿著生產(chǎn)線(30)移動起重臺架裝置(35)到第一模具(40)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項所述的方法，其中所述纖維增強材料當(dāng)通過起重臺架裝置(35 )被布置在多個模具(40, 50,60 )中時是干的,例如不預(yù)先浸潰有樹脂。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項所述的方法，其中所述多個模具(40,50,60)的每一個被布置有用于供應(yīng)可固化基體材料和/或用于閉合模具(40，50，60)的至少一個工作站(31、32、33)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項所述的方法，其中基本上沿著第一模具(40)的縱向延長線布置第二模具(50 )和/或基本上沿著第二模具(50 )的縱向延長線布置第三模具(60 )。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項所述的方法，其中所述起重臺架裝置(35)被沿著多個模具(40，50，60)的縱向方向移動。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項所述的方法，其中所述方法還包括多個網(wǎng)生產(chǎn)站(71、72、73)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項所述的方法，其中網(wǎng)生產(chǎn)站(71、72、73)與生產(chǎn)線(30)上的多個模具(40，50，60)的每一個并置。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項所述的方法，其中所述方法還包括沿著生產(chǎn)線(30)的縱向延長線布置的完成線。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項所述的方法，其中制造好的風(fēng)力渦輪機葉片具有至少30米、或40米、或50米的長度。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項所述的方法，其中所述方法在具有至少250米的長度和至少30米的寬度的生產(chǎn)設(shè)施中被執(zhí)行。
14.一種使用樹脂傳遞模塑工藝制造風(fēng)力渦輪機葉片的生產(chǎn)線(30)，風(fēng)力渦輪機葉片具有包括基體材料和纖維增強材料的復(fù)合殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于， -所述生產(chǎn)線(30)包括用于形成風(fēng)力渦輪機葉片的多個模具(40，50，60)，多個模具(40,50,60)的每個包括至少一個模具部件(41，51，61)，至少一個模具部件具有模具腔(42,52,62),以及 -所述生產(chǎn)線(30 )還包括可以沿著生產(chǎn)線(30 )移動的起重臺架裝置(35 )。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的生產(chǎn)線(30)，其中所述多個模具(40，50，60)基本上沿著第一模具(40)的縱向延長線布置。
【文檔編號】B29L31/08GK104249464SQ201410523420
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2009年3月6日
【發(fā)明者】D.A.博爾斯廷, Q.周, J.J.范德澤 申請人:Lm玻璃纖維制品有限公司