专利名称：制造叶片的方法和布局结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造叶片的方法，尤其是制造风力涡轮机的叶片的方法。
背景技术：
叶片(如风力涡轮机的叶片)受到多种环境影响，如紫外线、雨、冰、冰雹以及吹过的风中的微小颗粒所导致的磨损。即使是作用在叶片上的风也会对叶片产生机械负荷。叶片，尤其是叶片的表面，需要承受冲击，因此对叶片表面进行处理和加工。已知在该表面使用涂料以处理其上作用的冲击。优选地，用喷枪对叶片表面进行涂覆。该喷枪可以是自动涂装过程的一部分或者甚至可以在人工手动作业过程中用作手提式工具。如空气的压缩气体用于将涂料颗粒带向叶片表面。由此，在叶片表面进行均勻的液体涂覆。然而，此方法的缺点在于，整个涂装过程耗费时间并且需要通风、加热等单独的涂装设施。因此，此方法成本很高。还已知使用所谓的“凝胶涂层”来保护由复合材料制成的叶片的表面。最常见的凝胶涂层包括“基于苯乙烯”的树脂。凝胶涂层是液体的并且通常施加到模具的底层。在凝胶涂层上面，由复合材料、轻木等制成的额外的层被布置为夹层结构，从而构建成叶片。所有这些层都由施加到模具和这些层的树脂固化到一起。由于此方法，复合材料或叶片的可视表面显示出高质量的表层。然而，基于苯乙烯的凝胶涂层具有很差的气味，甚至危及叶片制造期间处理凝胶涂层的人员健康。因此，即使成本增加，也需要额外的人员保护步骤。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种经改进的制造叶片的方法和布局结构，该方法的成本更低并且对环境的危害较小。此目的通过权利要求1的特征以及权利要求8的特征实现。优选配置是从属权利要求的目的。根据本发明，叶片通过模具制造。干粉作为涂层施加到模具的内表面。布置模具以便稍后用于构建叶片结构。因此，模具载有叶片组件的不同层，而干粉涂层在叶片结构的底层。接着，叶片的组件在干粉涂层上面和模具上面被布置为多层，以构建夹层结构的叶片。例如，可以借助“真空辅助树脂传递模塑，VARTM”工艺来制造叶片。最后，树脂可以施加于模具以及叶片组件。当该树脂固化时，所有夹层结构被连接。之后(例如在叶片制造过程之后)，由干粉形成或引入的涂层被制成为叶片表面。优选地，所述干粉由一定量的聚合物制成或甚至包含一定量的聚合物，如聚酯、聚氨酯、聚酯-环氧树脂(也被称作“混合型”)、纯环氧树脂(所谓的“熔结环氧树脂”)以及丙烯酸树脂。甚至可使用“基于苯乙烯”的干粉。干粉可以由稍后能够用作叶片涂层以获得所制造的叶片牢固外皮的任何材料制成。优选地，如果需要的话，所使用的该材料可使叶片外皮的后期处理容易进行。例如，可以按下述方法选择干粉的材料，使得为额外的涂覆产生最佳的叶片表面。干粉涂层用作模具中的底层。当粉末干燥后，不再需要保护模具旁边工作的人员， 因为，鉴于引用的现有技术，不再需要使用有害溶剂。优选地，干粉借助静电场被施加到模具的内表面。因此，降低了工作时间并且节省资金。优选地，涂料被用在或包含在干粉中。该涂料优选含有粉末化颗粒。涂料和粉末的混合物如上所述地施加到模具的内表面以至少覆盖模具的内表面。优选地，当干粉或混合物被施加到模具时使用静电场。施加静电场，从而实现粉末 /混合物均勻分布在至少模具的内表面。优选地，至少模具的内表面与“地面”电连接。由于静电场，粉末/混合物向模具加速。由于没有粉末或混合物被浪费，因此整个方法相当干净。优选地，剩余的干粉被收集起来以在此方法中再次使用。因此，鉴于材料的用法， 此方法相当经济。优选地，粉末/混合物喷射方法向模具喷射。优选地，为此可使用静电枪或电晕枪。优选地，逐步地施加额外的粉末涂层，以达到预定厚度。因此，获得很厚的合成涂层。优选地，为了固化干粉/混合物而加热所述干粉/混合物。由于加热，干粉/混合物被液化，从而使得液体可以覆盖模具内表面的相当复杂的结构。当该液体凝固时，获得所制造叶片的坚硬表面。由此，得到叶片的牢固且适合加工的外皮。优选地，对模具进行加热。优选地，在树脂提供到叶片结构之前进行加热(通过利用“真空辅助树脂传递模塑，VARTM”工艺来提供树脂)。甚至，可以使用树脂固化时释放的热量的至少一部分。
图1示意性地示出了本发明的一个优选实施例。
具体实施例方式用于构建叶片结构的模具2被电中性地接地。静电枪1用于向模具2喷射干粉5。静电枪1与管线3连接，管线3用于至少向枪1提供干粉。优选地(但这里未详细示出)，向干粉额外提供作为粉末化颗粒的涂料。
静电枪1还与管线4连接，管线4用于产生静电场。在粉末施加过程之后，叶片组件的层(如复合材料、玻璃纤维材料、轻木等)被铺设到模具中，以获得叶片的立体结构。这可以通过“真空辅助树脂传递模塑，VARTM”工艺来完成，以获得叶片结构。优选地，模具被加热，因此施加的干粉也被加热。干粉由于加热而液化。因而，液化的粉末可覆盖模具内表面相当复杂的结构。液化的粉末凝固，从而获得叶片的坚硬表面。优选地，在树脂提供到叶片结构之间，对模具进行加热。该树脂通过VARTM工艺提{共。甚至可以使用因树脂固化而释放的热量的至少一部分。总之，在其它组件(如复合材料、玻璃纤维等)被布置到模具上之前，干粉作为涂层引入模具的表面。该粉末涂层形成坚硬表层，该表层比传统涂料更坚固。该粉末涂层不发出或几乎不发出挥发性有机化合物，因而对环境安全。如果使用合适的工具收集“浪费”的粉末，则通过喷射涂覆粉末可以循环进行。因此，可以获得接近100%的涂覆粉末材料使用率。另一个优点是，与液体涂覆方法相比，粉末涂覆方法在水平涂覆表面和竖直涂覆表面之间基本不存在外观差异。
权利要求
1.一种制造叶片的方法，其中，模具被提供并且被用来携载叶片组件的层，其中，在所述层被布置到所述模具的内表面上之前，干粉被至少施加到所述模具的内表面，因此所述模具包括作为底层的干粉涂层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述干粉借助静电场被施加到所述模具的内表面上，以便粉末均勻分布。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，为了固化所述干粉而按如下方式对所述干粉进行加热，即使得所述干粉被液化并覆盖模具内表面的结构。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中，涂料被用在所述干粉中作为干粉化颗粒，并且其中，涂料和粉末的混合物施加于所述模具的内表面。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，为了固化所述混合物而按如下方式对所述混合物进行加热，即使得所述混合物被液化并覆盖所述模具的内表面结构。
6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其中，至少所述模具的内表面电接地，以便粉末或混合物均勻分布。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其中，逐步地施加干粉或混合物的额外涂层， 以获得厚的合成涂层。
8.—种制造叶片的布局结构，其中，模具被布置并准备用来携载叶片组件的层，其中，在所述层被布置到所述模具的内表面上之前，干粉被至少施加到所述模具的内表面，而且其中，所述模具包含作为底层的干粉涂层。
9.根据权利要求8所述的布局结构，其中，所述干粉均勻分布地布置在所述模具的内表面上，并且借助静电场施加所述干粉。
10.根据权利要求8或9所述的布局结构，其中，提供有加热装置，以按如下方式与所述干粉相互作用，即使得所述干粉被液化以覆盖模具内表面的结构。
11.根据权利要求8至10之一所述的布局结构，其中，所述干粉包含涂料的干粉化颗粒，并且涂料和粉末的混合物施加到所述模具的内表面。
12.根据权利要求8至11之一所述的布局结构，其中，所述干粉包含一定量的聚合物， 如聚酯、聚氨酯、聚酯-环氧树脂、纯环氧树脂或丙烯酸树脂。
13.一种干粉，其被制备成用在权利要求1至7之一所述的方法中。
14.根据权利要求13所述的干粉，其中，所述干粉包含一定量的聚合物，如聚酯、聚氨酯、聚酯-环氧树脂、纯环氧树脂或丙烯酸树脂。
全文摘要
本发明涉及制造叶片的方法和布局结构。在本发明的制造叶片尤其是风力涡轮机叶片的方法中，模具被提供并被用来携载叶片组件的层。在所述层被布置到所述模具的内表面上之前，干粉至少施加到所述模具的内表面。因此所述模具包含作为底层的干粉涂层。
文档编号B05D1/12GK102555233SQ201110345048
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月4日 优先权日2010年11月4日
发明者K.席布斯拜伊 申请人:西门子公司