专利名称：叶片阴模胶衣层的制作方法、叶片阴模及叶片的制作方法
技术领域：
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种用于风力机的叶片阴模胶衣层的制作方法。本发明还涉及一种其胶衣层由上述制作方法制成的叶片阴模、一种由上述叶片阴模制成的叶片。
背景技术：
风力机是一种将风能转化为机械能的新能源动力机械，又称风车，风力机的工作原理是利用风力带动叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升来驱动发电机发电。风力机的大型化是目前世界上风能利用中的一种趋势，许多国家如德国、丹麦、美国和瑞典正在致力于这方面的研究。叶片是风力机的核心部件之一，随着风力发电机单机容量的逐渐增加，叶片的长度也越来越长。大型复合材料的外形尺寸与其制造模具有着极 其密切的关系，长度越长，成型时对模具的刚度和强度的要求就越高。请参考图I、图2和图3，图I为常见叶片的结构示意图；图2为现有叶片阳模的截面示意图；图3为现有叶片阴模的截面示意图。下面简要介绍现有技术中制作这种叶片模具的胶衣层存在的缺陷。如图所示，叶片3'包括叶片壳体31'、剪切肋33'和主梁帽32'，其中叶片壳体31'在叶片模具中制成。叶片模具即叶片阴模2'，是由叶片阳模I'翻制而成，叶片阳模P的型面12'的两侧具有凹槽11'，该凹槽11'翻制成叶片阴模2'后形成叶片阴模2，的分模面22'。通常叶片阴模2,的制作首先是在叶片阳模I'上制作叶片阴模2,的胶衣层21'，胶衣层21'的制作通常是在叶片阳模I'表面处理好后，先在叶片阳模I'表面滚涂胶衣和过渡胶衣，再手糊表面毡和短切毡。然而在手糊表面毡和短切毡后，由于重力的作用，手糊的树脂会流至两侧的凹槽IP中堆积起来，导致叶片阴模2'脱模后其分模面22'处的含胶量较高、纤维含量低，强度和刚度较差，在模具使用过程中非常容易损坏，甚至在叶片阴模2'从叶片阳模I'上脱离时就已经损坏。为了解决这个问题，现有技术的做法是在手糊表面毡和短切毡之前，在凹槽1Γ位置先铺设适量的短切毡条。在使用效果上，这种方法虽然能使叶片阴模2,分模面22'的强度有所增大，但是由于短切毡铺设较松散，铺设后也很难真正将凹槽11'填满，手糊的树脂还是会沿凹槽11'的侧壁流下并堆积，整个凹槽11'的纤维含量还是较低，叶片阴模2，分模面22'的强度还是达不到要求。由此可见，如何在现有技术的基础上，改进模具的制作方法，防止叶片阴模胶衣层在制作过程中树脂堆积，进一步增大叶片阴模的分模面的强度，是本领域的技术人员目前急需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题为提供一种叶片阴模胶衣层的制作方法，该方法能够防止树脂堆积在凹槽，从而有效提高模具的分模面的强度。本发明要解决的第二个技术问题为提供一种其胶衣层由上述叶片阴模胶衣层的制作方法制成的叶片阴模，本发明要解决的第三个技术问题为提供一种由上述叶片阴模制成的叶片。为解决上述技术问题，本发明提供一种叶片阴模胶衣层的制作方法，其特征在于，包括如下步骤51)制作与所述叶片阳模的凹槽形状相同的阴模插件；52)在所述叶片阳模的表面涂胶衣和过渡胶衣；53)在所述过渡胶衣上手糊表面毡和短切毡；54)在所述凹槽位置插入所述阴模插件并压紧；55)在所述叶片阳模和所述阴模插件形成的组合体的外层铺设纤维布。
优选地，所述步骤51)具体为制作与所述凹槽形状相同的玻璃钢阴模插件。优选地,所述步骤51)包括511)在所述凹槽位置铺设多层玻璃纤维布；512)在多层所述玻璃纤维布的外层铺设真空袋膜，密封多层所述玻璃纤维布，并抽出所述真空袋膜中的空气；513)将树脂通过预设的管路灌入所述真空袋膜内，使之固化成型，形成阴模插件；514)将所述玻璃钢阴模插件脱模、切割、打磨边缘。优选地，所述步骤511)具体为铺设总体高度等于所述凹槽的高度的多层所述玻璃纤维布。优选地，所述步骤511)具体为铺设一侧紧靠所述叶片阳模的型面，另一侧紧靠所述凹槽的侧面的多层所述玻璃纤维布。优选地，在所述步骤54)中，向所述凹槽位置插入所述阴模插件并压紧之后，用玻璃纤维单向布填充所述阴模插件与所述凹槽底面之间的缝隙。本发明还提供一种叶片阴模，其胶衣层由上述的叶片阴模胶衣层的制作方法制成。本发明还提供一种叶片，包括叶片壳体、主梁帽和剪切肋，所述叶片壳体由上述的叶片阴模制成。本发明所提供的叶片阴模胶衣层的制作方法为预先在叶片阳模上制作与叶片阳模的凹槽形状相同的阴模插件；在叶片阳模的表面滚涂胶衣、过渡胶衣、铺设表面毡和短切毡；在凹槽位置插入阴模插件并压紧；在叶片阳模和阴模插件形成的组合体的外层铺设纤维布。采用上述叶片阴模胶衣层的制作方法后，与现有技术中铺设多层短切毡的方法相比较，由于该阴模插件的形状与凹槽的形状相同，在阴模插件插在叶片阳模的凹槽处且压紧，充分填充凹槽，在手糊表面毡和短切毡后，手糊的树脂不会流至凹槽的底部堆积，叶片模具形成后，阴模插件包裹于叶片阴模的分模面的内部，使得其分模面的强度和刚度可以大大提闻。除此之外，由于上述叶片阴模胶衣层的制作方法预先制作与叶片阳模凹槽形状相同的阴模插件，在叶片阴模胶衣层的制作过程中，直接将此阴模插件按对应位置插入叶片阳模的凹槽中并压紧，实现了整体铺设的优点，相比现有技术一层一层铺设短切毡的方法，大大减少了在叶片阴模胶衣层制作的时间，提高了叶片阴模的生产效率。由于上述叶片阴模胶衣层的制作方法具有上述的技术效果，因此由该方法制成的胶衣层制成的叶片阴模，其分模面的强度大大增强，提高了产品质量，由该叶片阴模制成的叶片同样也相应提高了产品质量，在此不再赘述。
图I为常见叶片的结构示意图；图2为现有叶片阳模的截面示意图；图3为现有叶片阴模的截面示意图；图4为本发明所提供的叶片阴模胶衣层的制作方法流程图；图5为本发明所提供的叶片阴模胶衣层的制作方法在制作阴模插件时的铺层示意图；图6为本发明所提供的叶片阴模胶衣层的制作方法在插入阴模插件时的效果示意图；图7为本发明所提供的叶片阴模制作叶片时的结构示意图。其中，图I至图3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为1'叶片阳模'2'叶片阴模；3'叶片；1Γ凹槽；12'型面；2Γ胶衣层；22'分模面；31'叶片壳体；32'主梁帽；33'剪切肋；图4至图7中的附图标记与部件名称之间的对应关系为1叶片阳模；2叶片阴模；3叶片；11凹槽；12型面；21阴模插件；22胶衣层；211玻璃纤维布；212真空袋膜；221胶衣；222过渡胶衣；223表面毡层；224短切毡层。
具体实施例方式本发明的第一个核心为提供一种叶片阴模胶衣层的制作方法，该方法简单高效，能够防止树脂堆积在模具的凹槽处，从而提高模具的分模面的强度和刚度。本发明的第二个核心为提供一种其胶衣层由上述方法制成的叶片阴模，本发明的第三个核心为提供一种由上述叶片阴模制成的叶片。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。当然，本发明所提供的方法并不仅限适用于附图中所示具体的叶片模具，而适用于所有的叶片模具的制作。请参考图4、图5和图6，图4为本发明所提供的叶片阴模胶衣层的制作方法流程图；图5为本发明所提供的叶片阴模胶衣层的制作方法在制作阴模插件时的铺层示意图；图6为本发明所提供的叶片阴模胶衣层的制作方法在插入阴模插件时的效果示意图。 在一种具体的实施方式中，如图4所示，本发明所提供的叶片阴模2胶衣层22的制作方法包括如下几个步骤步骤S51 :在模具的叶片阳模I上制作与叶片阳模I的凹槽11形状相同的阴模插件21 ;需要说明的是，制作阴模插件21最简单的方法，是在叶片阳模I上制作，当然，也可以不借助于叶片阳模1，单独制作出与凹槽11形状相同的阴模插件21。上述阴模插件21可以具体为玻璃钢阴模插件，其纤维含量较高、树脂含量较低，强度和刚度较大，并且与上述胶衣221、过渡胶衣222、表面毡层223和短切毡层224具有较好的粘和性，能够很好地保证叶片阴模2的整体性，当然，上述阴模插件21还可以为碳纤维阴模插件、木质阴模插件或其他阴模插件，凡是能够填充叶片阳模I的凹槽11，从而提高制作出的叶片阴模2的分模面强度的阴模插件21均应当在本发明的保护范围内。步骤S52 :在叶片阳模I的表面涂胶衣和过渡胶衣；在叶片阳模I的整个表面涂一层胶衣，再在整个胶衣层22表面涂一层过渡胶衣。在涂胶衣前，将叶片阳模I表面清理干净，并涂擦好脱模材料。另外，在涂胶衣和过渡胶衣 时，可以先将叶片阳模I凹槽11位置堆积的胶液分散。步骤S53 :在过渡胶衣22上手糊表面毡层223和短切毡层224 ；在过渡胶衣的表面手糊一层表面毡层223，然后手糊一层短切毡层224。手糊表面毡层223和短切毡层224过程中，需注意控制树脂含量，以完全浸润但不富余树脂为适宜。步骤S54 :如图6所示，在凹槽11位置插入阴模插件21并压紧；插入阴模插件21并压紧后，可以用玻璃纤维单向布填充所述阴模插件21与所述凹槽11底面之间的缝隙。这样充分填充凹槽11与阴模插件21的缝隙，避免了手糊树脂堆积在凹槽11底部，能够提高叶片阴模2的分模面的纤维含量，降低叶片阴模2的分模面的含胶量，进而提高叶片阴模2的强度和刚度。步骤S55 :在叶片阳模I和玻璃钢阴模插件21形成的组合体的外层铺设纤维布211。这里的纤维布211可以为玻璃纤维布，最好为完全浸透树脂的玻璃纤维布。采用上述叶片阴模2的胶衣层22的制作方法后，与现有技术中在凹槽11处铺设多层短切毡的方法相比较，由于阴模插件21的形状与凹槽11的形状相同，在阴模插件21插在叶片阳模I的凹槽11处且压紧，充分填充凹槽11，在手糊表面毡层223和短切毡层224后，手糊的树脂不会流至凹槽11的底部堆积，叶片模具形成后，阴模插件21包裹于叶片阴模2的分模面的内部，使得其分模面的强度和刚度可以大大提高。除此之外，由于上述叶片阴模2的胶衣层22的制作方法预先制作与叶片阳模I凹槽11形状相同的阴模插件21，在叶片阴模2胶衣层22的制作过程中，直接将此阴模插件21按对应位置插入叶片阳模I的凹槽11中并压紧，实现了整体铺设的优点，相比现有技术一层一层铺设短切毡的方法，大大减少了在叶片阴模2胶衣层22制作的时间，提高了叶片阴模2的生产效率。在具体的实施方式中，上述叶片阴模2的胶衣层22的制作方法的步骤S51可以包括步骤S511 :如图5所示，在凹槽11位置铺设多层玻璃纤维布211 ；上述玻璃纤维布211的层数可以根据叶片阳模I凹槽11的高度来确定，以使得制成的阴模插件21的高度正好与叶片阳模I的凹槽11的高度相等。这样在制作叶片阴模2的胶衣层22时，在凹槽11处插入玻璃钢阴模插件21后，玻璃钢阴模插件21与凹槽11高度一致，方便在叶片阳模I和玻璃钢阴模插件21形成的组合体的外层铺设纤维布211，保证叶片阴模2的整体性。当然，这里指的相等时大体上的相等，在合理的范围内可略有误差。上述玻璃纤维布211的大小可以根据叶片阳模I的翼型来确定，在凹槽11的对应高度位置，上述玻璃纤维布211的一侧紧靠叶片阳模I型面12的侧壁，其另一侧紧靠所述凹槽11的侧面。选择合适大小的玻璃纤维布211，能够保证纤维布填充凹槽11的两侧壁，这样在真空灌注树脂、浸透玻璃纤维布211后，能够防止树脂堆积于凹槽11侧壁，保证玻璃钢阴模插件21的纤维含量，降低玻璃钢阴模插件21的含胶量，提高玻璃钢阴模插件21的刚度和强度，进一步提高叶片阴模2的分模面的刚度和强度。在更具体的实施方式中，当上述阴模插件21在叶片阳模I的凹槽处11加工制作时，可以在上述步骤11前在叶片阳模I的表层涂脱模剂，这样可以更好地保证玻璃钢阴模插件21固化后能够顺利地从叶片阳模I上脱离出来。步骤S512 :如图5所示，在玻璃纤维布211的外层铺设真空袋膜212，密封多层玻璃纤维布211，并抽出真空袋膜212中的空气，将所有玻璃纤维布211层压实；步骤S513 :将树脂通过预设的管路灌入上述真空袋膜212内，使之固化成型，形成玻璃钢阴模插件21 ；采用上述真空灌注的工艺制作玻璃钢阴模插件21，使得多层玻璃纤维布211能够 压实，在进行灌注树脂、固化成型后，能够大大减小玻璃钢阴模插件21的含胶量，经试验结果证明，采用上述方法制作得出的玻璃钢阴模插件21的含胶量可以控制在30%左右，而采用手糊玻璃钢的方法制作得出的玻璃钢阴模插件21的含胶量只能控制在60%左右，这就大大提高了叶片阴模2的分模面的强度和刚度。与此同时，采用真空灌注的工艺制作玻璃钢阴模插件21，还能够防止玻璃钢阴模插件21局部开裂、预脱模等异常现象的发生，最终保证了产品的品质。步骤S514 :将玻璃钢阴模插件21脱模、切割、打磨边缘。请参考图7，图7为本发明所提供的叶片阴模制作叶片时的结构示意图。如图7所示，本发明还提供了一种叶片阴模2，该叶片阴模2的胶衣层由上述制作方法制成，由于上述叶片阴模2的胶衣层22的制作方法具有上述的技术效果，因此该叶片阴模2的分模面的强度大大增强，从而提高了产品质量，因此不再赘述。本发明还提供了一种由上述叶片阴模2制成的叶片3，如图7所示，按照设计要求，在叶片阴模2内对应位置铺设对应层数的玻璃纤维布，并将预制好的主梁帽放置在布层中间，采用真空灌注工艺注入树脂，对模具进行加温，使玻璃钢初步固化成型，便形成了叶片3的气动面壳体或工作面壳体的制作。由于上述叶片阴模2有上述的技术效果，因此，由上述叶片阴模2制作出的叶片也大大提高了产品质量，在此不再赘述。以上对本发明所提供的一种叶片阴模胶衣层的制作方法、叶片阴模及叶片进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种叶片阴模胶衣层的制作方法，其特征在于，包括如下步骤 51)制作与所述叶片阳模⑴的凹槽(11)形状相同的阴模插件(21)； 52)在所述叶片阳模(I)的表面涂胶衣(221)和过渡胶衣(222)； 53)在所述过渡胶衣(222)上手糊表面毡(223)和短切毡(224)； 54)在所述凹槽(11)位置插入所述阴模插件(21)并压紧； 55)在所述叶片阳模(I)和所述阴模插件(21)形成的组合体的外层铺设纤维布。
2.根据权利要求I所述的叶片阴模胶衣层的制作方法，其特征在于，所述步骤51)具体为制作与所述凹槽(11)形状相同的玻璃钢阴模插件(21)。
3.根据权利要求I或2所述的叶片阴模胶衣层的制作方法，其特征在于，所述步骤51)包括 511)在所述凹槽(11)位置铺设多层玻璃纤维布(211)； 512)在多层所述玻璃纤维布(211)的外层铺设真空袋膜(212)，密封多层所述玻璃纤维布(211)，并抽出所述真空袋膜(212)中的空气； 513)将树脂通过预设的管路灌入所述真空袋膜(212)内，使之固化成型，形成阴模插件(21)； 514)将所述阴模插件(21)脱模、切割、打磨边缘。
4.根据权利要求3所述的叶片阴模胶衣层的制作方法，其特征在于，所述步骤511)具体为铺设总体高度等于所述凹槽(11)的高度的多层所述玻璃纤维布(211)。
5.根据权利要求3所述的叶片阴模胶衣层的制作方法，其特征在于，所述步骤511)具体为铺设ー侧紧靠所述叶片阳模(I)的型面(12)，另ー侧紧靠所述凹槽(11)的侧面的多层所述玻璃纤维布(211)。
6.根据权利要求I所述的叶片阴模胶衣层的制作方法，其特征在于，在所述步骤54)中，向所述凹槽(11)位置插入所述阴模插件(21)并压紧之后，用玻璃纤维单向布填充所述阴模插件(21)与所述凹槽(11)底面之间的缝隙。
7.ー种叶片阴模，其特征在于，其胶衣层由权利要求1-6任一项所述的叶片阴模胶衣层的制作方法制成。
8.一种叶片，包括叶片壳体、主梁帽和剪切肋，其特征在于，所述叶片壳体由权利要求7所述的叶片阴模制成。
全文摘要
本发明公开了一种叶片阴模胶衣层的制作方法，包括如下步骤制作与所述叶片阳模(1)的凹槽(11)形状相同的阴模插件(21)；在所述叶片阳模(1)的表面涂胶衣(221)和过渡胶衣(222)；在所述过渡胶衣(222)上手糊表面毡(223)和短切毡(224)；在所述凹槽(11)位置插入所述阴模插件(21)并压紧；在所述叶片阳模(1)和所述阴模插件(21)形成的组合体的外层铺设纤维布。该方法能够防止树脂堆积在凹槽(11)，从而有效提高模具的分模面的强度。本发明还公开了一种其胶衣层由上述方法制成的叶片阴模和一种由该叶片阴模制成的叶片，具有相应的效果。
文档编号B29C70/30GK102672970SQ201110056660
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月9日 优先权日2011年3月9日
发明者周绪昌, 杜银河, 谢文妮, 高嵩 申请人:三一电气有限责任公司