专利名称：涂敷凝胶涂层的方法及执行所述方法的设备的制作方法
涂敷凝胶涂层的方法及执行所述方法的设备本发明总体上涉及一种在敞开的模具中制造用于风力发电设备的纤维加固部件 (诸如叶片)的方法。更具体地，本发明涉及一种在布置至少一个包含纤维的材料层之前将至少一层凝胶涂层涂敷到敞开的模具的内表面上的工序步骤以及一种能用于执行所述方 ^iStJ(arrangement)。
背景技术：
在制造用于风力发电设备的纤维加固部件(诸如叶片)的情况中，典型地采用这样的制造工序，即，通常在敞口模具中将部件模塑成多个部分，例如，两个半部。随后，将各部分从相应的模具中取出并接合到一起以形成所述部件。为了制备该模具，首先将通常被称为凝胶涂层的涂层涂敷到敞开的模具的内表面上。凝胶涂层是一种用于在纤维加固复合材料的成品部件的可见表面上提供高质量涂装(finish)的材料。将凝胶涂层在液体状态下涂敷到模具上。使凝胶涂层固化以形成交联聚合物，并随后用复合聚合物基体(composite polymer matrices)(通常是聚酯树脂及玻璃纤维或环氧树脂与玻璃、纤维B和/或碳纤维的混合物)使之聚集(back up)。当充分地固化并从模具中取出时，制得的组件或部分将呈现出通常被染色以提供增强了组件的外观美感的有色光亮表面的凝胶表面。当已将凝胶涂层涂敷到模具的内表面上时，差不多需要一个小时来固化。在这段时间过程中，以及在凝胶涂层的涂敷过程中，凝胶涂层释放出有害蒸气。由于这些有害蒸气，在该工序过程中，通常通过面具向涂敷凝胶涂层的人提供新鲜空气。生产车间也需要进行额外的通风以抽出这些蒸气。这通常用昂贵的大型通风系统来完成，这些通风系统典型地每天仅全负荷地工作几个小时，即，在涂敷凝胶涂层时和使其固化时(从涂敷开始大约一个小时)的时间过程中。在这段时间过程中，在生产车间中不能进行其他的生产步骤。如果使用了两个以上的模具，则需要相对于凝胶涂敷工序来调整生产，以不会把宝贵的铸造时间浪费在等待将凝胶涂层涂敷到其他模具中或生产车间的通风上。在凝胶涂层的涂敷和固化之后的生产步骤过程中，典型地用手将多个纤维材料层布置到模具中，且然后通过树脂使各个纤维材料层彼此粘附(attach)。发明目的及内容这种类型的生产面临着很多挑战，例如应对在生产车间中进行通风的需求、生产计划、节省成本的需求等。因此，本发明的一个目的是减轻或克服上面提到的挑战或缺陷中的一个或多个。这通过按照本说明书的引言部分的制造加固纤维部件的方法来实现，其中，所述涂敷凝胶涂层的工序步骤包括-从模具的第一端部且朝着模具的第二端部涂敷凝胶涂层，以及
-当已涂敷凝胶涂层时，逐渐地从所述第一端部至所述第二端部覆盖敞开的模具。这将减轻来自涂敷在模具中的凝胶涂层的蒸气直接排放到环境(例如生产车间) 中。在一个可替代实施例中，可在模具的已设置有凝胶涂层的部件中形成负压。这可例如通过从通过模具和覆盖装置限定的空间中抽出空气来完成。这将显著地减轻来自凝胶涂层的蒸气自然排放到环境中。在另一实施例中，可从所述空间的一端处的一位置抽出空气。这可形成通过该空间的气流，该气流将蒸气有效地运输至远离该空间。此外，可从布置在由此抽出空气的空间的相对端处的进口将空气供给至所述空间。在又一实施例中，可将待供给至该空间的所述空气加热至16摄氏度或以上的温度。加热的空气降低了在模具中凝结的风险。甚至可使用更高的温度，以加速固化。在另一实施例中，覆盖可根据凝胶涂层在模具上的前进而进行。在另一实施例中，可将空气的抽出布置在模具的第一端部处，而且可将空气或气体的供给布置在覆盖装置的前缘处，以增强对该空间中的环境的控制。在另一实施例中，例如可依靠可编程的机器人以预定图案涂敷凝胶涂层。这可用于确保质量并减轻对在此环境中工作的人的需求。本发明的设备包括覆盖装置，该覆盖装置布置成当将凝胶涂层涂敷到敞开的模具的内表面上时逐渐地覆盖敞开的模具。在一个实施例中，可布置有抽气装置，以从通过模具和所述覆盖装置限定的空间中抽出空气和蒸气。该抽气装置可以是由本领域技术人员定尺寸以实现所述抽出的风扇或通风装置。可以紧邻模具或在中心位置处且从在此能够为一个以上的模具服务的方式定位有风扇。在另一实施例中，可布置有载体装置，以沿着模具可控地行进并承载用于涂敷凝胶涂层的装置。所述用于涂敷凝胶涂层的装置可以是用于使用手持涂敷器(applicator) 的人的座位或平台，或者在再一实施例中，凝胶涂层涂敷装置可以是持有并操作该涂敷器的机器人。在另一实施例中，可布置有控制单元，以控制机器人装置和载体装置，从而控制凝胶涂层涂敷过程。在一个实施例中，覆盖装置的自由端可物理地附接至载体装置，且因此覆盖装置将遵循载体装置在模具上的移动并在载体装置在模具上的移动之后延伸。在再一实施例中，可布置有单独控制的电源装置，以控制覆盖装置在模具上的覆盖延伸范围。在另一实施例中，覆盖装置可以是细长挠性板，该板设置有横向地延伸的加强 (stiffening)元件，以防止该板塌陷到敞开的模具中。在另一实施例中，覆盖装置在从敞开的模具暴露的缩回状态转换到覆盖敞开的模具的抽出状态时显示出伸缩特性。在另一实施例中，覆盖装置可布置成在其缩回状态中卷绕成一卷，并布置成展开以得到抽出并覆盖状态。在下文中，将基于对本发明的实施例的详细描述更加详细地解释本发明，这些实施例仅仅以实例的方式来解释。在下面的详细描述中，参照了附图，附图中
图1示意性地示出了设置有根据本发明的一个实施例的设备的敞开模的顶视图；图2示意性地示出了根据图1的实施例的侧视图；图3示意性地示出了一个可替代覆盖装置实施例；图4示意性地示出了再一可替代覆盖装置实施例。
具体实施例方式现在参照图1和图2，图1和图2分别示意性地示出了细长的敞开的模具1的顶视图和侧视图，该敞开的模具的长度与待制造的部件或子部件的长度基本对应，并设置有根据本发明的第一实施例的设备。在模具1旁边且在模具的纵向方向上布置有轨道2或导轨(track)，载体装置3布置成在上述轨道或导轨上行进。在本实施例中，一条轨道2布置在模具1的每侧上的地面上。载体装置3是设置有构造成适合并遵循轨道2的互补的轮子4的结构。载体装置 3的结构布置成承载机器人装置5，该机器人装置布置成当载体装置3在模具1上从模具1 的第一端1. 1行进到模具1的第二端1. 2时将凝胶涂层涂敷到模具的内表面上。由此减轻了对涂敷凝胶涂层的人的需求。载体装置3还包括可控的驱动装置，以推动载体沿着模具的行进。然而，该驱动装置在图中没有明确地示出，因为它是如何实现的并不是本发明的核心。有关的是能控制载体的移动。然而，该驱动装置可例如包括电的、液压的、气动的或其他类型的可控电源。机器人装置5包括凝胶涂层的进料器(feed)以及控制用于将凝胶涂层受控地涂敷到模具的内部中的出口喷嘴的装置。此外，布置有控制单元，以调整机器人装置5和载体装置3，从而自动地推动凝胶涂层的涂敷。在模具1的第一端1. 1处，布置有在此为一卷挠性板材6的形式的覆盖装置6。该板材的宽度适于覆盖/横跨模具1的宽度。为了防止挠性板6塌陷到模具内，该板设置有按间隔布置地的横向地延伸的加强条7。根据本发明的一个实施例，载体装置3定位在模具1的第一端1. 1处，并使用在此为两个连结件(Iink)S的形式的附接装置附接至挠性板材6的自由端。当驱动机器人装置5开始在第一端1. 1处将凝胶涂层涂敷到模具1的内表面上时，载体装置3将开始沿着轨道2以适于机器人装置5的涂敷凝胶涂层的能力的速度行进。 当将板6附接至载体装置3时，板6将随着载体装置3沿着模具1行进而铺开，且因此该板将逐渐地且连续地覆盖模具1。这将减少在涂敷过程中从模具1直接排放到生产车间中的蒸气的量。当载体装置3和机器人装置5已行进到模具的第二端1. 2且凝胶涂层涂敷已结束时，板6将贴靠着模具1的上边缘而覆盖敞开的模具1。通过在模具1的第一端1. 1处布置抽气装置9以从开始起便从通过模具1和板6限定的空间(限定的空间)中吸出空气和蒸气，将从根本上减少在涂敷过程中以及之后在固化过程中从模具排放到生产车间中的蒸气的量。设置在中心处的风扇经由生产车间中的通道系统(channel system)附接至模具的第一端1. 1。优选地，将抽出的空气运输至远离生产车间并处理掉。从限定的空间中抽出空气和蒸气导致在所述限定的空间中形成负压，这将阻碍其中的蒸气从该空间中通过板6与模具1的边缘之间的可能缝隙漏出，因为周围的空气将由于压差的驱动而通过这种缝隙进入该空间中。直至已完全覆盖模具，周围的空气还将通过这种覆盖前方的仍然敞开的模具进入，形成在朝着模具的第一端部1. 1处的抽气装置的方向上通过该空间的气流，从而直接从其来源处抽出蒸气。术语负压在此用于描述这样一种情况，S卩，一空间中的气压低于周围的气压，且因此形成从周围环境到该空间的气流。在图3中示意性地示出了覆盖装置6的一个可替代实施例，其中，该覆盖装置是自支撑式伸缩型覆盖装置6’，并示出为完全延伸并覆盖细长模具的整个延伸范围。这些伸缩式部件通常是直径/尺寸逐步减小并贴靠着模具的侧边或贴靠着沿着模具的边缘布置的滑动表面的弧形板6’。这种伸缩式覆盖装置的延伸范围可通过载体的移动或通过其他适当的可控电源装置来控制。布置有为尺寸调节接合部(junction) 10的形式的连接装置，以将最大的弧形板连接至抽气装置9。最大的弧形板在伸缩式覆盖装置的缩回位置中布置成接受其他的板并布置成处于模具1的第一端1. 1处。在图4中示意性地示出了覆盖装置6的又一实施例，其中，覆盖装置为通过枢转接头互相连接成一连串板6”的一串板单元的形式。在缩回位置中，这一连串板6”容纳在导向件11中，该导向件可布置成在上方持有这一连串板且在模具外面。这一连串板(第一板) 的自由端附接至载体(图4中未示出)，并且当该载体在模具1上行进时，逐渐地从导引件中拉出这一连串板6”，以覆盖敞开的模具。优选地，本设备还设置有抽气装置，以从逐渐增大的限定的空间中抽出空气和蒸气。可替代地，这一连串板6”可布置成在其缩回位置中卷绕成一卷，且随后展开并当在敞开的模具上逐渐拉出这一连串板时覆盖模具。覆盖装置6可通过如前所述的载体装置3来控制，或者在其他实施例中，可通过单独的可控电源装置来控制，例如气动的、液压的、电的或者其他可控的电源装置。在单独控制覆盖装置的情况下，可相对于凝胶涂层的前线(frontline)来控制覆盖装置6的前线。由此例如在涂敷过程中，将可早于凝胶涂层的前线来驱动覆盖装置的前线，并提供对来自凝胶涂层的蒸气的更好捕获，并且当接近模具1的端部1. 2时，中断覆盖装置行进，以允许机器人装置5完成凝胶涂层涂敷，并在覆盖装置前进至最终距离以封住敞开的模具之前从模具1中撤回。即使上面的抽气装置9已解释为定位在模具的第一端1. 1处，但其可具有其他的位置且例如定位在载体装置3处，从而优选地在第一端1. 1处布置至少一个进口，以推动气流通过限定的空间。在其他实施例中，将进入该空间中的空气调节到例如16°C以上，以降低凝结的风险，且更优选地为20°C以上，且最优选地为25°C以上，以加速固化。
权利要求
1.一种在敞开的模具中制造诸如叶片的用于风力发电设备的纤维加固部件的方法，所述方法包括在布置至少一个包含纤维的材料层之前将至少一层凝胶涂层涂敷到所述敞开的模具的弯曲内表面上的工序步骤，其特征在于，所述涂敷凝胶涂层的工序步骤包括-从所述模具的第一端部且朝着所述模具的第二端部涂敷所述凝胶涂层，以及 -当已涂敷所述凝胶涂层时逐渐地从所述第一端部至所述第二端部覆盖所述敞开的模具。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过从通过所述模具和所述覆盖装置限定的空间中抽出空气而在所述模具的已设置有所述凝胶涂层的部件中布置负压。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，从所述空间的一端处的一位置中抽出所述空气。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，从布置在由此抽出所述空气的所述空间的相对端处的进口将空气供给至所述空间。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将待供给的所述空气加热至16摄氏度或以上的温度。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述覆盖根据所述凝胶涂层在所述模具上的前进而进行。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述模具的第一端部处进行空气的抽出，并且在所述覆盖装置的前缘处进行空气或气体的供给。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，以预定图案涂敷所述凝胶涂层。
9.一种用于制造诸如叶片的用于风力发电设备的纤维加固部件的设备，其布置成用于敞开的模具以进行将至少一层凝胶涂层涂敷到所述敞开的模具的弯曲内表面上的工序步骤，所述设备包括用于将凝胶涂层涂敷到所述模具(1)的内表面上的装置，其特征在于，布置有覆盖装置(6)，以当已涂敷凝胶涂层时逐渐地覆盖所述敞开的模具(1)。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，布置有抽气装置(9)，以从通过所述模具 (1)和所述覆盖装置(6)限定的空间中抽出空气和蒸气。
11.根据权利要求9-10中任一项所述的设备，其特征在于，布置有载体装置(3)，以沿着所述模具可控地行进并承载所述用于涂敷凝胶涂层的装置。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的设备，其特征在于，所述用于涂敷凝胶涂层的装置是机器人装置(5)。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，布置有控制单元，以控制所述机器人装置( 和所述载体装置(3)，从而控制所述凝胶涂层涂敷。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的设备，其特征在于，所述覆盖装置物理地附接 (8)至所述载体装置(3)。
15.根据权利要求11-13中任一项所述的设备，其特征在于，布置有单独控制的电源装置，以控制所述覆盖装置(6)。
16.根据权利要求9-15中任一项所述的设备，其特征在于，所述覆盖装置(6)是设置有横向地延伸的加强元件(7)的细长挠性板。
17.根据权利要求9-15中任一项所述的设备，其特征在于，所述覆盖装置(6’)在从缩回状态转换到抽出并覆盖状态时显示出伸缩特性。
18.根据权利要求9-16中任一项所述的设备，其特征在于，所述覆盖装置阳’)布置成在其缩回状态中卷绕成一卷，并布置成展开以得到抽出并覆盖状态。
全文摘要
本发明总体上涉及一种在敞开的模具中制造用于风力发电设备的纤维加固部件(诸如叶片)的方法。更具体地，本发明涉及一种在布置至少一个包含纤维的材料层之前将至少一层凝胶涂层涂敷到敞开的模具的内表面上的工序步骤以及一种能用于执行所述方法的设备。本工序步骤包括从模具的第一端部涂敷凝胶涂层并涂敷至模具的第二端部以及当涂敷凝胶涂层时逐渐地从所述第一端部至所述第二端部覆盖敞开的模具。本设备包括用于将凝胶涂层涂敷到模具(1)的内表面上的装置以及布置成当涂敷凝胶涂层时逐渐地覆盖敞开的模具(1)的覆盖装置(6)。
文档编号B29C37/00GK102216058SQ200980145165
公开日2011年10月12日 申请日期2009年11月11日 优先权日2008年11月12日
发明者丹尼斯·安德烈·伯尔斯廷, 周嵚崟, 拉贾库玛·拉亚马尼, 德 泽 雅各布斯·约翰内斯·范 申请人:Lm玻璃纤维制品有限公司