本發(fā)明涉及一種葉片制作方法，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電葉片制作方法，本發(fā)明還涉及一種風(fēng)力發(fā)電葉片。

背景技術(shù)：

隨著風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，如何降低設(shè)計(jì)成本和制造成本是每個(gè)企業(yè)面臨的難題。其中，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，如何提高主承力結(jié)構(gòu)的承載能力和生產(chǎn)效率并實(shí)現(xiàn)減重是一直以來的核心問題。

使用高模量材料已經(jīng)被作為一個(gè)可能的選擇，得到發(fā)展和應(yīng)用。真空導(dǎo)入成型的主梁帽制作由最初的普通E玻纖，發(fā)展到使用高模量的H玻纖或更高模量的碳纖維。這些高模量原材料的使用使得相同功率的葉片重量得到不同程度的降低，也推進(jìn)了大型化葉片的不斷更新。然而，材料的性能畢竟有其極限，不可能無限制的增加，另外，高性能的原材料往往意味著更高的材料成本，與葉片低成本發(fā)展趨勢(shì)相背離。

在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種重量輕、成本低并能提高生產(chǎn)效率的風(fēng)力發(fā)電葉片制作方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用該制造方法生產(chǎn)的風(fēng)力發(fā)電葉片。

為了實(shí)現(xiàn)上方發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種風(fēng)力發(fā)電葉片制作方法，包括如下步驟：

提供由拉擠工藝制造的帶材，所述帶材包括樹脂及纖維，且纖維的體積含量高于60％；

將所述帶材切割為多種不同長(zhǎng)度的片材，并將所述片材的兩端加工為楔形；

將片材按照長(zhǎng)度由大到小的順序逐層堆疊在平面模具的表面上以形成多個(gè)片材層，相鄰的兩個(gè)片材層之間設(shè)有纖維織物層，并將堆疊完畢后的片材捆綁固定以形成主承力構(gòu)件預(yù)制件；

將主承力構(gòu)件預(yù)制件放入風(fēng)力發(fā)電葉片半殼體模具，并制成風(fēng)力發(fā)電葉片的上半殼體和下半殼體；

將上半殼體、下半殼體以及腹板粘接為完整的風(fēng)力發(fā)電葉片。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述片材的厚度為0.5～5mm，寬度為100～400mm。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，每個(gè)所述片材層具有至少一個(gè)片材。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，每個(gè)所述片材層內(nèi)設(shè)置有多個(gè)片材，同一片材層內(nèi)的相鄰兩片材之間的拼接縫小于3mm。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，相鄰的兩個(gè)片材層內(nèi)的片材在豎直方向上彼此交錯(cuò)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，相鄰的兩個(gè)片材層內(nèi)的片材在豎直方向上彼此平齊。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，制作所述片材使用的樹脂為聚氨酯、乙烯基酯或環(huán)氧樹脂，制作所述片材使用的纖維為普通E玻纖、H玻纖或碳纖維。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，將主承力構(gòu)件預(yù)制件放入風(fēng)力發(fā)電葉片半殼體模具前，還包括如下步驟：在一主承力構(gòu)件模具上用真空灌注成型的方式將主承力構(gòu)件預(yù)制件制作成主承力構(gòu)件。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述帶材的方向與0°纖維方向一致。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種風(fēng)力發(fā)電葉片，所述風(fēng)力發(fā)電葉片由上述風(fēng)力發(fā)電葉片制作方法制成。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電葉片制作方法，通過使用纖維體積含量高于60％的帶材，并將帶材切割為不同長(zhǎng)度的片材，將片材逐層堆疊后制成主承力構(gòu)件預(yù)制件，能夠提高制成風(fēng)力發(fā)電葉片中的主承力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而提高風(fēng)力發(fā)電葉片的承載力，進(jìn)而在優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上可以減輕風(fēng)力發(fā)電葉片的重量，并且，還能夠避免或減少真空灌注成型工藝中昂貴的碳纖維的使用，降低風(fēng)電葉片的材料成本，同時(shí)簡(jiǎn)化風(fēng)電葉片的制作方法降低人工 成，從而顯著地降低制造成本并提高生產(chǎn)效率。

附圖說明

通過參照附圖詳細(xì)描述其示例實(shí)施方式，本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。

圖1是本發(fā)明一示例性實(shí)施方式的風(fēng)力發(fā)電葉片的示意圖；

圖2是本發(fā)明一示例性實(shí)施方式的片材端面的縱向示意圖；

圖3是本發(fā)明一示例性實(shí)施方式的風(fēng)力發(fā)電葉片的制作方法中的主承力構(gòu)件預(yù)制件的縱向示意圖；

圖4是顯示本發(fā)明一示例性實(shí)施方式中片材排列方式的橫截面示意圖；

圖5是顯示本發(fā)明另一示例性實(shí)施方式中片材排列方式的橫截面示意圖；

圖6是顯示本發(fā)明第三種示例性實(shí)施方式中片材排列方式的橫截面示意圖。

圖中：1、片材；2、片材層；3、纖維織物層；4、上半殼體；5、下半殼體；6、腹板；7、主承力構(gòu)件預(yù)制件。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實(shí)施方式。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實(shí)施方式；相反，提供這些實(shí)施方式使得本發(fā)明將全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的結(jié)構(gòu)，因而將省略它們的詳細(xì)描述。

參見圖1至圖6，本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電葉片制作方法，用于制造一種重量輕、成本低并能夠提高生產(chǎn)效率的風(fēng)力發(fā)電葉片。本風(fēng)力發(fā)電葉片制作方法包括如下步驟：

提供由拉擠工藝制造的帶材，帶材包括樹脂及纖維，且纖維的體積含量高于60％；

將帶材切割為多種不同長(zhǎng)度的片材1，并將片材1的兩端加工為楔形；

將片材1按照長(zhǎng)度由大到小的順序逐層堆疊在平面模具的表面上以形成 多個(gè)片材層2，相鄰的兩個(gè)片材層2之間設(shè)有纖維織物層3，并將堆疊完畢后的片材1捆綁固定以形成主承力構(gòu)件預(yù)制件7；

將主承力構(gòu)件預(yù)制件7放入風(fēng)力發(fā)電葉片半殼體模具，并制成風(fēng)力發(fā)電葉片的上半殼體4和下半殼體5；

將上半殼體4、下半殼體5以及腹板6粘接為完整的風(fēng)力發(fā)電葉片。

在本風(fēng)力發(fā)電葉片制作方法中，在拉擠制造帶材時(shí)，該帶材的纖維的體積含量高于60％，遠(yuǎn)高于真空灌注成型工藝或現(xiàn)有帶材產(chǎn)品的纖維的體積含量，如此一來，就可以顯著地提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，更進(jìn)一步而言，該帶材內(nèi)的纖維的體積含量較佳可為61％～64％，在此范圍內(nèi)，帶材具有較好的強(qiáng)度和較好的韌性，可達(dá)到最長(zhǎng)的使用壽命。

帶材中的樹脂可為聚氨酯、乙烯基酯或環(huán)氧樹脂，纖維可為普通E玻纖、H玻纖或碳纖維。并且，帶材的方向與0°纖維方向一致，這樣能夠保證在纖維的體積含量較高的情況下能夠順利地拉擠成型，并且?guī)Р牡膹?qiáng)度達(dá)到最高。

由于本發(fā)明中的帶材可以使用普通E玻纖來進(jìn)行制造，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高，用該帶材來制造風(fēng)力發(fā)電葉片時(shí)，能夠降低帶材的使用量，從而達(dá)到減輕風(fēng)力發(fā)電葉片的重量的目的。

結(jié)合圖2和圖3可知，帶材在使用時(shí)切割為不同長(zhǎng)度的片材1，其中，片材1的厚度為0.5～5mm，但并不以此為限。參見圖2可知，這些片材1的兩端加工為楔形時(shí)，在風(fēng)電葉片承受剪切力時(shí)，應(yīng)力分布均勻，粘接面積大，承載能力高，片材層間過渡時(shí)比較平滑，可以使得風(fēng)電葉片運(yùn)行中力的傳遞比較平滑，能夠避免產(chǎn)生應(yīng)力集中，延長(zhǎng)使用壽命。參見圖3可知，用片材制備主承力結(jié)構(gòu)件時(shí)，每個(gè)片材層的長(zhǎng)度不同，片材長(zhǎng)度由下至上逐漸減少，這樣主承力結(jié)構(gòu)件縱向界面類似為一個(gè)梯形，片材層的兩端有厚度的過渡，同一片材層內(nèi)的楔形大小一致，從而使應(yīng)分分布更加均勻，承載力更高，減少內(nèi)應(yīng)力的集中。

結(jié)合圖4、圖5及圖6可知，片材1在平面模具上逐層堆疊時(shí)，每個(gè)片材層2內(nèi)至少具有一個(gè)片材1，在每個(gè)片材層2內(nèi)的片材1可以有多種布置型式。參見圖4可知，在本發(fā)明一示例性實(shí)施方式中，該片材1是一個(gè)整體，也就是說，每個(gè)片材層2內(nèi)具有一個(gè)片材1。而參見圖5及圖6可知，在本 發(fā)明的其他實(shí)施方式中，每個(gè)片材層2內(nèi)也可以具有多個(gè)片材1，同一片材層內(nèi)的相鄰兩片材1之間的拼接縫小于3mm，每個(gè)片材1的寬度可為100～400mm。相鄰的兩個(gè)片材層2內(nèi)的片材在豎直方向上可以如圖5所示彼此平齊或者如圖6所示彼此交錯(cuò)。在片材層2之間的纖維織物層3可選用單位面積重量小于等于200克每平方米的織物。纖維織物層3可為玻璃纖維或碳纖維織物、纖維預(yù)浸料等，尤其是±45°纖維織物。

本發(fā)明中的片材1在堆疊完畢后，直接用纖維條捆綁固定以形成主承力構(gòu)件預(yù)制件7，可以將主承力構(gòu)件預(yù)制件7鋪設(shè)在一主承力結(jié)構(gòu)件模具上，然后鋪放導(dǎo)流系統(tǒng)抽真空后灌注樹脂，用真空灌注成型的方式制成一主承力構(gòu)件，然后再放入風(fēng)力發(fā)電葉片半殼體模具內(nèi)。但是，也可以使該主承力構(gòu)件預(yù)制件7不需要該預(yù)先灌注樹脂固化，而是在制作風(fēng)力發(fā)電葉片的上半殼體4和下半殼體5時(shí)，直接在風(fēng)力發(fā)電葉片半殼體模具內(nèi)形成主承力構(gòu)件，這樣就省略了預(yù)先灌膠固化所需的模具和加工工序，有效地降低了成本，提高了生產(chǎn)效率。

清理風(fēng)力發(fā)電葉片半殼體模具的表面后，在表面擦拭脫模劑，并在前后緣及葉根等位置處鋪放脫模布，然后按照風(fēng)力發(fā)電葉片的鋪層設(shè)計(jì)鋪放下層玻璃纖維織物，然后放置主承力構(gòu)件定位工裝，用吊裝設(shè)備將主承力構(gòu)件預(yù)制件7吊裝到風(fēng)力發(fā)電葉片中主承力構(gòu)件的位置處，然后去除吊裝設(shè)備和吊帶，在主承力構(gòu)件預(yù)制件7的兩側(cè)鋪放芯材，然后去除主承力構(gòu)件預(yù)制件7上表面的柔性剛板，纖維條帶可保留或去除，然后鋪放上層玻璃纖維織物，接著鋪放脫模布、多孔膜、導(dǎo)流系統(tǒng)、第一真空膜、導(dǎo)氣材料和第二真空膜等輔助材料，然后鋪放真空膜抽真空灌注樹脂。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電葉片殼體浸漬完全后，在第二真空膜上面整體覆蓋保溫材料，然后加熱固化形成風(fēng)力發(fā)電葉片的下半殼體5。同樣的工藝制作風(fēng)力發(fā)電葉片的上半殼體4，然后用結(jié)構(gòu)膠將上半殼體4、下半殼體5、腹板6等粘接在一起形成風(fēng)力發(fā)電葉片。

綜上可知，風(fēng)力發(fā)電葉片制作完成后，該主承力構(gòu)件預(yù)制件7即形成為該風(fēng)力發(fā)電葉片的主承力構(gòu)件。由于制成該主承力構(gòu)件的帶材的纖維體積含量較高，因而即使使用相對(duì)而言具有較低模量的普通E玻纖或H玻纖，也能夠具有較好的承載能力，可以避免使用碳纖維造成的成本高昂的問題，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

由圖1至圖6還可知，本實(shí)施方式還公開了一種風(fēng)力發(fā)電葉片，該風(fēng)力發(fā)電葉片由本實(shí)施方式公開的風(fēng)力發(fā)電葉片制作方法制成，其重量輕、成本低并且生產(chǎn)效率較高。

以上具體地示出和描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施方式，相反，本發(fā)明意圖涵蓋包含在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效布置。