粘接角模具及其制作方法与流程

文档序号:14643259发布日期:2018-06-08 20:36阅读:789来源:国知局
粘接角模具及其制作方法与流程

本发明涉及风力发电领域,具体地说,本发明涉及一种用于风力发电机组叶片的粘接角模具及其制作工艺。



背景技术:

目前,在制造叶片时使用的粘接角模具大多在模具厂家制作,模具厂家对其模具制造过程保密。由于现有的叶片壳体模具在使用过程中都会出现不同程度的变形,为了保证叶片较好的粘接质量,正常情况下一套粘接角模具只能配合使用一套叶片壳体模具。在粘接角模具使用过程中,由于反复加热、冷却,脱模撬动等原因,导致粘接角模具使用寿命短,综合使用成本高。

另外,在叶片合模时需要有合适的结构胶厚度,粘接角模具与叶片壳体模具法兰边贴实后,粘接角模具与叶片壳体模具前缘分模面的过渡处会有一条凸台,正常铺层灌注后粘接角分模面内侧会出现一段波浪形的不平,而这是不期望出现的。粘接角模具制作粘接角的粘接区域完全呈圆弧形平滑过渡,叶片合模后有较多结构胶挤出粘接角,这些结构胶会掉落在叶片内腔中,导致风场清理结构胶耗费大量成本,而且掉落的结构胶在叶片运行过程中会砸伤叶片。粘接角模具制作表面处理通常都是涂覆一层胶衣后打磨抛光,整个过程没有脱模保护层,粘接角模具脱模时经常用铁锹撬动,导致粘接角模具棱边和表面磨损快,使用寿命短。



技术实现要素:

为了解决上述问题和其他问题,根据本发明的一方面,提供了一种粘接角模具,用于制作叶片壳体时使用,所述粘接角模具包括粘接部和法兰部,在所述粘接部和所述法兰部上设置有粘接角模具保护层,以便于在叶片成型之后进行脱模。

可选地,所述粘接角模具保护层是可更换的贴膜。

可选地,所述粘接角模具保护层至少包括脱模剂层、聚四氟乙烯膜、无孔隔离膜和真空膜中的一种。

可选地,在所述粘接部的朝向叶片壳体模具型腔的侧面上设置有挡胶凸起。

可选地,在所述法兰部与所述粘接部的结合部形成有尖角,在成型叶片时,所述尖角能够贴合所述叶片壳体模具内的叶片壳体。

可选地,所述尖角与所述法兰部一体地成型,或者粘贴到所述法兰部与所述粘接部的结合部。

可选地,所述挡胶凸起与所述粘接部一体地成型,或者粘贴到所述粘接部。

可选地,所述挡胶凸起为半圆形凸起、矩形凸起、三角形凸起或菱形凸起。

可选地,所述挡胶凸起向外凸出10mm至30mm,所述挡胶凸起的位置在超出将要成型的粘接角的幅宽5mm至20mm处。

可选地,在所述法兰部中还设置有厚度为5mm至20mm且宽度为5mm至150mm的加强板。

根据本发明的另一方面,还提供了一种用于上述粘接角模具的制作方法,所述制作方法包括以下步骤:在第一叶片壳体模具的法兰边和型腔面上制作预成型粘接部;在第二叶片壳体模具的法兰边和型腔面上制作预成型法兰部;使所述第一叶片壳体模具和所述第二叶片壳体模具合模,并使所述预成型粘接部和所述预成型法兰部粘接固化;打开所述第一叶片壳体模具与所述第二叶片壳体模具;对预成型粘接角模具进行打磨和脱模;在成型的粘接角模具上铺设粘接角模具保护层。

可选地,所述制作方法还包括:在制作预成型粘接部时,成型挡胶凸起。

可选地,所述制作方法还包括:在制作所述预成型粘接部和所述预成型法兰部之前,在所述第一叶片壳体模具和所述第二叶片壳体模具的粘接角模具制作区域上铺设脱模剂或隔离膜。

可选地,制作所述预成型粘接部和挡胶凸起的操作包括:在所述第一叶片壳体模具的法兰边和型腔面上从粘接角模具起点和终止点之间铺设玻纤布层,所述玻纤布层的尺寸大于粘接角模具的涂胶粘接面幅宽并能覆盖所述法兰边;在位于所述型腔面上的玻纤布层上铺放凸起材料;铺设能够覆盖所述凸起材料的玻纤布层。

可选地,所述制作方法还包括:在铺设凸起材料之前,在所述第一叶片壳体模具的型腔面上铺设尺寸大于粘接角模具的涂胶粘接面幅宽并且边缘与所述法兰边齐平的玻纤布层,所述凸起材料铺设在所述玻纤布层上。

可选地,制作所述预成型粘接部和挡胶凸起的操作还包括:在铺设完覆盖所述凸起材料的玻纤布层之后,进行真空灌注树脂和加热固化。

可选地,制作所述预成型法兰部的操作包括:在所述第二叶片壳体模具的法兰边和型腔面上从粘接角模具的起点和终止点之间铺设能覆盖所述法兰边的玻纤布层;在所述法兰边上铺放加强板;在所述第二叶片壳体模具的型腔面上铺设边缘与所述法兰边齐平的玻纤布层;在所述法兰边处铺设能覆盖所述加强板的玻纤布层。

可选地,位于所述第二叶片壳体模具的型腔面上的所述玻纤布层的总幅宽为50mm,且所述玻纤布层的上边缘与所述法兰边齐平,下边缘朝向所述法兰边逐层错开5mm至10mm。

可选地,位于所述第二叶片壳体模具的型腔面上的所述玻纤布层的厚度基于所述第二叶片壳体模具的长度而变化。

可选地,制作所述预成型法兰部的操作还包括:在铺设完覆盖所述加强板的玻纤布层之后,进行真空灌注树脂和加热固化。

可选地,所述制作方法还包括:在铺设所述粘接角模具保护层之前,在成型的粘接角模具的整个表面上铺设玻纤布层而形成加强层。

可选地,铺设所述粘接角模具保护层的操作包括:使所述粘接角模具的表面粗糙化,并在所述粘接角模具的整个表面上涂覆胶衣,然后铺设粘接角模具保护层。

根据本发明所提供的粘接角模具及其制作方法,在叶片成型期间,能够避免在合谋后结构胶掉落到叶片内腔,降低叶片损伤风险和清理运维成本。在成型粘接角之后,能够方便脱模,保护粘接角模具不被损伤,延长使用寿命。另外,还可根据叶片形貌灵活制作相匹配的粘接角模具,避免对外采购,提高叶片壳体模具使用率。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的粘接角模具的示意图;

图2至图8示出了制作图1所示的粘接角模具的操作的示意图。

附图标记说明:

1:粘接部,2:法兰部,3:尖角,4:挡胶凸起,5:合模线,6:加强层,7:胶衣,8:粘接角模具保护层,10:前缘,11:型腔面,12:翻边,13:法兰边,15:前缘,16:翻边,17:法兰边,18:型腔面,21:玻纤布层,22:玻纤布层,23:凸起材料,24:玻纤布层,31:玻纤布层,33:加强板,34:玻纤布层,35:玻纤布层,40:叶片PS面模具,41:叶片SS面模具。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明,下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

参照图1,示出了根据本发明的实施例的粘接角模具,该粘接角模具用来在叶片壳体模具(这里所述的叶片壳体模具可以是下面描述的叶片PS面模具40和叶片SS面模具41的统称)中制作叶片壳体时在模具前缘和后缘处形成粘接角。根据本发明的实施例的粘接角模具包括粘接部1和法兰部2,在成型粘接角时在粘接部1的背对叶片壳体模具的型腔的表面涂覆结构胶,法兰部2被置于叶片壳体模具前缘或后缘的法兰边上。在粘接部1和法兰部2之间具有在合模时形成的合模线5。

在粘接部1和法兰部2的整个表面上形成有粘接角模具保护层8,以便于在叶片成型之后进行脱模。粘接角模具保护层8可以是可更换的贴膜,在进行下一个叶片成型时,可重新铺设在粘接角模具上。

粘接角模具保护层8具体可铺设在粘接角模具的整个外侧面上,可采用脱模剂、聚四氟乙烯膜、无孔隔离膜或真空膜等形成,或者还可以由这些材料中的任意组合的方式形成,从而方便在成型叶片之后粘接角模具脱模,保护粘接角模具的棱角不被损伤,避免使用撬动的脱模方式,延长粘接角模具的使用寿命。

在粘接部1处于使用状态时朝向叶片壳体模具的型腔的侧面上设置有挡胶凸起4。挡胶凸起4在粘接部1上的位置可在粘接角模具处于使用状态时超出将要成型的粘接角的幅宽约5mm至20mm处。另外,挡胶凸起4相对于粘接部1的表面向外凸出的量可在10mm至30mm的范围内,或者可根据叶片的型号和尺寸将凸出的量设计为更大的值。例如,向外凸出的量可大于30mm,只要挡胶凸起4不会干涉后续成型的两个叶片壳体的合模即可。挡胶凸起4可以采用任何合适的形状,例如,横截面可以呈半圆形、矩形、三角形或者菱形等。

在一个实施例中,挡胶凸起4可通过导流管成型,或者可采用PVC、木材、铝合金、塑料等各种合适的材质成型。在成型粘接角模具时,挡胶凸起4可与粘接部1一体地灌注成型,或者也可以在粘接角模具成型之后将另外成型的挡胶凸起4粘接固定到粘接部1上。在叶片壳体合模时,挡胶凸起4能够阻挡且收集结构胶,防止固化后的结构胶掉落到叶片内腔中,降低叶片被结构胶砸伤的风险,降低风场清理结构胶的运维成本。

另外,粘接角模具还可包括尖角3,该尖角3形成在粘接部1和法兰部2的结合部上,或者形成在法兰部2的靠近叶片壳体模具型腔的一侧上。在制作叶片期间叶片壳体模具合模时,尖角3能够与叶片壳体模具内的叶片壳体贴实,避免粘接角模具在叶片成型过程中窜动或移位,并且能够防止在叶片壳体模具合模之后在成型的叶片上形成波浪不平的凸台或者褶皱。

尖角3可以与法兰部2一体灌注成型,或者也可以在叶片壳体模具内灌注成型和打磨之后再粘贴到法兰部2与粘接部1的结合部上。或者,还可以在成型叶片壳体时,在叶片壳体模具内直接铺层,与叶片壳体一体地成型。

另外,根据本发明的实施例的粘接角模具还可在法兰部2中设置加强板33,以提高粘接角模具的强度。加强板33的厚度可以为5mm至20mm且宽度可以为5mm至150mm,或者也可以采用其他更大的尺寸,只要加强板33不超出叶片壳体模具的翻边并且不会干涉在灌注树脂时抽气系统的铺设即可。加强板33采用的材料可包括PVC、木材、合金等各种适宜的材料。

在粘接角模具还可包括处于粘接角模具保护层8下层的加强层以及处于加强层6和粘接角模具保护层8之间的胶衣7,以进一步提高粘接角模具的强度,其中,胶衣7的厚度在1mm至2mm的范围内。

下面结合图2至图8对粘接角模具的制作方法进行具体描述。本发明所提供的粘接角模具和制作方法可用于叶片壳体模具的前缘和后缘处,为了便于描述,在下面的描述中将以在前缘处成型粘接角模具为例进行说明。

为了更清楚地示出所提供的制作方法,在附图中可能会夸大或缩小某些部位的尺寸,或者省略某些部位。另外,在下面的描述中将使用相同的标号来指示相同或相似的部件。

首先,在叶片PS面模具40的前缘10处制作预成型粘接部1及其上的挡胶凸起4。

叶片PS面模具40用于成型叶片PS面壳体,其前缘10具有型腔面11和法兰边(或者可称为法兰台)13,法兰边13的靠近型腔面11的部分可称为翻边12。

具体地说,可先清理叶片PS面模具40,并在粘接角模具制作区域上打上脱模剂或者铺设隔离膜。在叶片PS面模具40的前缘10上铺设大于粘接角粘接面幅宽的玻纤布层21。该玻纤布层21可包括多层玻纤布,前两层玻纤布可在叶片PS面模具40的长度方向上从粘接角模具起止点处开始铺设,并且能够覆盖住法兰边13,所覆盖的区域至少包括翻边12,如图2所示。玻纤布层21可采用三轴布或者双轴布,并且可使用喷胶固定。

接着在前缘10的型腔面11上铺设玻纤布层22,并利用喷胶固定,如图3所示。该玻纤布层22的上边缘可与法兰边13的翻边12齐平,且其幅宽大于粘接角粘接面幅宽。虽然玻纤布层22的层数可根据将要成型的叶片布层设计以及成型叶片时使用的合模胶的厚度来确定和调整,但是玻纤布层22的前两层玻纤布的铺设要求不变,都需要大于粘接角粘接面幅宽并且与翻边12齐平,而其他层的玻纤布可朝向法兰边13逐层错开。

然后在玻纤布层22上铺放凸起材料23,具体可铺放在超出将要成型的粘接角宽度约5mm至20mm处,如图4所示。例如,凸起材料23可以是内径在10mm至30mm内的导流管,在粘接角模具成型之后导流管便被成型为挡胶凸起4。之后可在凸起材料23上铺设玻纤布层24,并用喷胶固定,以覆盖并定位凸起材料23。例如,玻纤布层24可以是与法兰边13齐平的三轴布,且能够覆盖粘接角粘接面和凸起材料23。

在上述的玻纤布铺设过程中需要注意的是,翻边12处的玻纤布层不宜太厚,以免影响成型的粘接角模具的精度。

之后可对上面铺设好的玻纤布层进行灌注固化处理而形成玻璃钢,例如,可利用环氧树脂真空灌注方法并加热固化布层,从而预成型出粘接部1和挡胶凸起4。加热固化之后取出辅材,并对预成型粘接部1进行打磨处理。

接下来,可在叶片SS面模具41的前缘15处制作预成型法兰部2。

叶片SS面模具41用于成型叶片SS面壳体,其前缘15具有型腔面18和法兰边(或者可称为法兰台)17,法兰边17的靠近型腔面18的部分可称为翻边16。

具体地说,先清理叶片SS面模具41,并在粘接角模具制作区域上打上脱模剂或者铺设隔离膜。

在法兰边17上在叶片SS面模具41的长度方向上从粘接角模具起止点处开始铺设玻纤布层31,并用喷胶固定,如图5所示。该玻纤布层31的幅宽可大体上为15cm或者其他更大的尺寸,具体可根据不同的叶型来确定。该玻纤布层31可包括多层玻纤布,第一层玻纤布可覆盖住整个法兰边17,边缘可与法兰边17的边缘对齐,第二、三层玻纤布可仅覆盖法兰边17的除了翻边16之外的部分,以防止翻边16处的玻纤布层过厚而影响粘接角模具的型面和精度。

然后,可在法兰边17的除了翻边16之外的凹入部分处铺放加强板33,该加强板33厚度可为5mm至20mm且宽度可为5mm至150mm,加强板33的高度应该低于翻边16的高度,在图6中,仅示意性地示出了加强板33。

在铺放好加强板33之后,可在前缘15的型腔面18上铺设玻纤布层34,并用喷胶固定,如图6所示。该玻纤布层34可包括多层玻纤布,且上边缘可与翻边16齐平,总幅宽可以为50mm,且下边缘依次朝向翻边16错层5mm至10mm,用于成型粘接角模具的尖角3。如上所述,除了与法兰部2整体灌注成型之外,尖角3还可以另外地成型然后粘贴到粘接角模具上。例如,可预先在叶片SS面模具41上灌注成型并打磨出尖角3,然后利用结构胶将其粘贴到粘接角模具上。

然后,可在法兰边17处铺设能够覆盖加强板33的玻纤布层35,如图6所示。该玻纤布层35可包括多层玻纤布,其中,第一层玻纤布可覆盖整个法兰边17且边缘可与法兰边17的翻边16的边缘齐平,其他层玻纤布层可覆盖法兰边17的除了翻边16的其他部分,或者仅覆盖加强板33所处的位置,以避免翻边16处的玻纤布层过厚而影响粘接角模具的精度。

之后可对上面铺设好的玻纤布层进行灌注固化处理而形成玻璃钢,例如,可利用环氧树脂真空灌注方法并加热固化布层,从而预成型出法兰部2。加热固化之后取出辅材,并对预成型的法兰部2进行打磨处理。

接下来,可使叶片PS面模具40和叶片SS面模具41合模,并使预成型粘接部1和预成型法兰部2粘接固化。

具体地说,先分别在预成型粘接部1的处于翻边12处的部分上和预成型法兰部2的处于翻边16处的部分上涂覆快速结构胶,胶层控制在10mm左右。涂胶之后,将叶片PS面模具40翻转180°,如图7所示,使其与叶片SS面模具41合模。然后进行加热处理,使预成型粘接部1和预成型法兰部2粘接固化,而预成型出粘接角模具。

之后,进行开模操作。具体地,先将叶片壳体模具上的辅材去除,防止在后续进行脱模时损伤粘接区域。然后,可使叶片PS面模具40向回翻转180度而回到原始位置。

然后可对预成型粘接角模具进行打磨,去除粘接部1和法兰部2的合模缝处的多余玻璃钢和结构胶,还可以进一步去除其他部分处的多余玻璃钢,从而形成具有预期尺寸的粘接角模具。

然后,可在粘接角模具的整个表面上铺设加强层6。例如,可在已成型的粘接角模具的表面上手糊四层玻纤布并去除玻纤布层中的气泡而形成加强层6。另外,还可以通过手糊袋压和真空灌注的工艺来形成加强层6。

接下来,可对成型的粘接角模具进行脱模。在脱模时,每脱模1m便在成型的粘接角模具下垫纸筒,防止变形。将粘接角模具每隔3m便作为1段而标记切割线,并切割打磨修整,最终形成外轮廓如图8所示的粘接角模具。

需要说明的是,上述对预成型粘接角模具的打磨和随后进行的铺设加强层6的操作也可以在将粘接角模具从叶片壳体模具上脱模之后进行,而不限于以上顺序。

然后,可切割检验合格的粘接角模具的表面进行粗糙化处理,再在粘接角模具上利用毛刷涂抹一层胶衣7,如图1所示。胶衣7的厚度可在1mm至2mm的范围内。

在涂抹胶衣7之后,可在粘接角模具上铺设粘接角模具保护层8。具体可铺设一层聚四氟乙烯膜或者可同时铺设氟乙烯膜和无孔隔离膜,以方便在制作粘接角之后粘接角模具脱模。另外,粘接角模具保护层8还可以是脱模剂、聚四氟乙烯膜、隔离膜、真空膜中的一种或者两种以上的组合。

需要说明的是,除了以上具体的操作之外,还可以在制作粘接角模具期间执行其他的操作,例如缝制玻纤布层,铺设真空灌注系统等,而不仅限于以上的具体操作。另外,以上的某些操作顺序还可根据具体成型工艺而有所改变,而不限于上述顺序。

在上述粘接角模具的制作方法中,粘接部1在叶片PS面模具40上成型而法兰部2在叶片SS面模具41上成型,但是,粘接部1还可以在叶片SS面模具41上制作成型,而法兰部2可在叶片PS面模具40上制作成型,这种制作方法与上述制作方法类似,也在本发明的保护范围之内。

另外,在上述制作方法中,叶片PS面模具40和叶片SS面模具41中并没有成型叶片壳体,但是,也可以预先在这两个叶片壳体模具内将叶片壳体成型之后,依据叶片壳体型面和叶片壳体模具分模面法兰边,按照上述制作方法随型灌注固化出粘接角模具。

通过本发明所提供的粘接角模具和制作方法,在粘接角模具上设置了尖角12,从而在制作粘接角时,尖角12能够与叶片壳体贴实,避免粘接角模具在叶片成型过程中移位,造成粘接角波浪形不平、褶皱。在成型叶片时,挡胶凸起4能够对粘接叶片壳体的结构胶起到阻挡和收集作用,防止在叶片合模后结构胶掉落在叶片内腔,降低叶片被结构胶砸伤的风险,降低风电场清理结构胶的运维成本。另外,通过在粘接角模具的表面上铺设粘接角模具保护层,方便在成型粘接角之后脱模,保护粘接角模具棱角不被损伤,延长粘接角模具使用寿命。

另外,可自由根据叶片翼型灵活地制作粘接角模具,降低粘接角模具采购成本及采购周期,提升叶片壳体模具利用率。

上面对本发明的具体实施方式进行了详细描述,虽然已表示和描述了一些实施例,但本领域技术人员应该理解,在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下,可以对这些实施例进行修改和完善,这些修改和完善也应在本发明的保护范围内。

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