一种风电叶片的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于非金属复合材料加工成型技术领域，主要涉及一种风电叶片的制备方法。
【背景技术】
[0002]风电叶片按照部件的功能和特点一般分为壳体、大梁以及腹板，在传统的兆瓦级风电叶片制作时，一般是先预成型腹板以及叶片上、下壳体，然后使用结构胶分别将腹板、叶片上壳体及叶片下壳体粘接在一起，通过粘接的方式来完成叶片的制造；腹板、叶片上壳体、叶片下壳体均由玻璃纤维增强环氧树脂复合材料制备而成；叶片制造的工艺步骤如下:①在大梁模具上铺放单轴向玻纤或碳纤布，并铺放脱模布、导流网、注胶管等材料，使用柔性薄膜和密封胶带建立封闭系统，使用真空栗达到真空状态，导入树脂，树脂通过注胶管和导流网分散，完成对制品的灌注，加热固化成型；②在腹板模具铺放玻璃纤维布和芯材以及其他辅助材料，同样采用真空灌注工艺成型前缘腹板、后缘腹板，前缘腹板、后缘腹板的两端分别带有法兰，用于与叶片上壳体和叶片下壳体粘接；③分别在叶片上模及下模模具上铺放玻璃纤维布，已经成型好的大梁和芯材，铺层结束后，在表面铺放导流网、注胶管等材料，使用柔性薄膜和密封胶带建立封闭系统，使用真空栗达到真空状态，导入树脂，树脂通过注胶管和导流网分散，完成对制品的灌注，加热固化成型；④使用结构胶将前缘腹板、后缘腹板的法兰粘在叶片下壳体的表面上，并在前缘腹板、后缘腹板的另外一个法兰和叶片壳体的前后缘粘接区域涂抹结构胶，通过机械翻转，使叶片上壳体与叶片下壳体粘接为一体完成叶片的粘接成型。
[0003]叶片粘接所用的结构胶是由环氧树脂添加填料制成的，其性能与玻璃纤维增强环氧树脂复合材料本身的性能存在数量级上的差别，而且每一次粘接都会因为气泡、粘接厚度不均匀等情况，对叶片造成粘接质量的隐患。
【发明内容】
[0004]为解决风电叶片制造过程中的问题，本发明的目的是提出一种风电叶片的制备方法，减少叶片制造中过程的粘接环节，提尚叶片的质量，同时达到提尚生广效率和降低生广成本的目的。
[0005]本发明为完成上述目的采用如下技术方案:
一种风电叶片的制备方法，风电叶片包括有叶片上壳体、叶片下壳体和腹板和按一定顺序铺放的玻璃纤维布；所述腹板分为两部分:前缘腹板和后缘腹板；所述风电叶片的制备方法包括有叶片下壳体与前缘腹板的同时整体成型和叶片上壳体与后缘腹板的同时整体成型；所述风电叶片制备方法的具体步骤如下:
O叶片下壳体与前缘腹板的同时整体成型:
a、在叶片下壳体模具内进行壳体铺层；所述的壳体铺层包括有玻璃纤维布的铺设、芯材的铺设和大梁的铺设； b、壳体铺层结束后在壳体铺层的上方铺设前缘腹板铺层；所述的前缘腹板铺层包括有玻璃纤维布的铺设、芯材的铺设和粘接用法兰的铺设；将玻璃纤维布和芯材垂直于壳体铺层铺设，并在玻璃纤维布远离壳体铺层的一端铺设粘接用法兰，使所述的前缘腹板铺层相对壳体铺层固定；所述芯材的表面具有导流通道；
C、在所述壳体铺层的上方近前缘腹板铺层的一端铺设玻璃纤维布，玻璃纤维布的一端与所述的壳体铺层紧密贴合，另一端与所述的前缘腹板铺层紧密贴合，将壳体铺层、前缘腹板铺层柔性的连接为一体，有效的传递载荷，避免富树脂的产生；
d、在壳体铺层的上表面铺设导流网和灌注辅助材料；
e、将前缘腹板铺层和下壳体所述壳体铺层共同建立同一个真空系统，即利用密封胶条和柔性薄膜将前缘腹板铺层和叶片下壳体铺层密封，利用真空栗形成真空系统；
f、由前缘腹板铺层为中心从上而下，再向两侧进行真空辅助灌注，依靠腹板芯材表面所具有的导流通道以及壳体其他辅助材料将叶片下壳体与前缘腹板浇注为一体；
2)叶片上壳体与后缘腹板的同时整体成型:
a、在叶片上壳体模具内进行壳体铺层；所述的壳体铺层包括有玻璃纤维布的铺设、芯材的铺设和大梁的铺设；
b、壳体铺层结束后在壳体铺层的上方铺设后缘腹板铺层；所述的后缘腹板铺层包括有玻璃纤维布的铺设、芯材的铺设和粘接用法兰的铺设；将玻璃纤维布和芯材垂直于壳体铺层铺设，并在玻璃纤维布远离壳体铺层的一端铺设粘接用法兰，使所述的后缘腹板铺层相对壳体铺层固定；所述芯材的表面具有导流通道；
C、在所述壳体铺层的上方近后缘腹板铺层的一端铺设玻璃纤维布，玻璃纤维布的一端与所述的壳体铺层紧密贴合，另一端与所述的后缘腹板铺层紧密贴合，将壳体铺层、后缘腹板铺层柔性的连接为一体，有效的传递载荷，避免富树脂的产生；
d、在壳体铺层的上表面铺设导流网和灌注辅助材料；
e、将后缘腹板铺层和上壳体所述壳体铺层共同建立同一个真空系统，即利用密封胶条和柔性薄膜将后缘腹板铺层和叶片上壳体铺层密封，利用真空栗形成真空系统；
f、由后缘腹板铺层为中心从上而下，再向两侧进行真空辅助灌注，依靠腹板芯材表面所具有的导流通道以及壳体其他辅助材料将叶片上壳体与后缘腹板浇注为一体；
3)将步骤I)中成型后叶片下壳体的前缘粘接部分、后缘粘接部分以及前缘腹板的法兰上分别涂抹结构胶，将步骤2)中成型后叶片上壳体的后缘腹板的法兰上涂抹结构胶；
4)将叶片上壳体模具与步骤2)中成型后一体结构的叶片上壳体和后缘腹板通过机械翻转180°后与步骤I)中成型后一体结构的叶片下壳体和前缘腹板通过结构胶粘接为一体形成整体结构的风电叶片；
或，
1)先成型前缘腹板、后缘腹板，所述前缘腹板、后缘腹板的结构相同，均为一端具有法兰的结构；
2)叶片下壳体与预成型的前缘腹板的同时整体成型:
a、在叶片下壳体模具内进行壳体铺层；所述的壳体铺层包括有玻璃纤维布的铺设、芯材的铺设和大梁的铺设；
b、壳体铺层结束后在壳体铺层的上方铺设步骤I)中成型好的前缘腹板；所述的前缘腹板垂直于壳体铺层放置，并使前缘腹板的非法兰端与壳体铺层紧密贴合；所述的前缘腹板相对壳体铺层固定；
C、在所述壳体铺层的上方近前缘腹板的一端铺设玻璃纤维布，玻璃纤维布的一端与所述的壳体铺层紧密贴合，另一端与所述的前缘腹板紧密贴合，将壳体铺层、前缘腹板柔性的连接为一体，有效的传递载荷，避免富树脂的产生；
d、在壳体铺层的上表面铺设导流网和辅助材料；
e、在前缘腹板的两侧分别铺设真空薄膜，位于前缘腹板一侧真空薄膜的一端通过密封胶带与预成型的前缘腹板密封连接，另一端通过密封胶带与下壳体模具的前缘或后缘密封连接，建立以前缘腹板为中心的真空系统；
f、由前缘腹板为中心向两侧进行真空辅助灌注，依靠壳体铺层的上表面铺设导流网将叶片下壳体与前缘腹板浇注为一体；
3)叶片上壳体与预成型的后缘腹板的同时整体成型:
a、在叶片上壳体模具内进行壳体铺层；所述的壳体铺层包括有玻璃纤维布的铺设、芯材的铺设和大梁的铺设；
b、壳体铺层结束后在壳体铺层的上方铺设步骤I)中成型好的后缘腹板；所述的后缘腹板垂直于壳体铺层铺设，并使后缘腹板的非法兰端与壳体铺层紧密贴合；所述的后缘腹板相对壳体