[发明专利]用纤维材料制造层压部件的方法无效

专利信息
申请号: 200980145168.9 申请日: 2009-11-11
公开(公告)号: CN102216055A 公开(公告)日: 2011-10-12
发明(设计)人: 丹尼斯·安德烈·伯尔斯廷;周嵚崟;雅各布斯·约翰内斯·范德泽 申请(专利权)人: LM玻璃纤维制品有限公司
主分类号: B29C70/30 分类号: B29C70/30;B32B41/00;B32B37/00;B29C70/54
代理公司: 北京康信知识产权代理有限责任公司 11240 代理人: 余刚;吴孟秋
地址: 丹麦*** 国省代码: 丹麦;DK
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摘要:
搜索关键词: 纤维 材料 制造 层压 部件 方法
【说明书】:

根据一个方面,本发明涉及制造用于风力发电设备的纤维强化部件(如叶片)的方法,借此将多个包括纤维的材料层(如玻璃纤维垫)布置在细长敞口模具(open mould)的弯曲表面上。

背景技术

在制造用于风力发电设备的纤维强化部件(如叶片)的背景下,通常采用这样的制造过程:其中部件在两个半部各自的敞口模具中模制成两个半部,其中最初将例如凝胶体涂层的涂层施加在该敞口模具的内表面上。

随后通常通过手工将许多纤维材料层或垫布置在模具中,在此之后通常通过注射将树脂施加到闭合模具(closed mould)中,从而使单独的纤维材料层彼此附接。可通过RTM(树脂传递模塑)、VARTM(真空辅助树脂传递模塑)或其他合适的方法将树脂手动地施加到这些层上。替换地,可在放置这些层之前将树脂施加到这些层压层上(Prepeg,预浸料)。在这种背景下,凝胶体涂层将硬化并形成产品的表面。

这些层通常作为包括“无尽”长度的材料的卷那样被提供给该过程,其布置在模具上并随后被切割以适合待制造部件的形状。

当前,将纤维材料层布置在模具内部中并(通过切割)使其成形的过程耗时且劳动强度大。根据待制造部件的尺寸,并因而根据模具的尺寸,可将通道(walkway)布置在模具的侧面和/或上面,从而使得工人可以沿着模具的边缘或周界(periphery)和/或在模具上面行走,以便根据需要布置和切割这些纤维材料层。

在铺设(layup)纤维材料期间,由于该纤维材料笨重且不容易操作,因此需要数个工人共同努力。一些工人协助展开(rollout)材料,而沿着模具边缘的其他工人确保这些层被正确地铺设。

为了确保待制造部件具有期望的形状、外观、强度和稳定性,最为重要的是在不产生凹痕(dent)或折皱(wrinkle)等的情况下正确地布置和切割这些层。

根据待制造部件的应用和结构,可将多个纤维材料层布置在模具上,并且通常将这些层布置在彼此的顶部,或者在边缘有可能交叠的情况下彼此相邻地布置。

这些部件通常由多达50或更多的材料层组成,并且这些部件通常是从设置在模具中央的主层压物而逐渐累积(build up)起来的。

在将一从卷提供的层布置在模具上之后,从该卷上切割材料。制造沿着部件的整个长度具有曲率的部件(如风力发电设备的翼板(wing)),可能需要沿着该模具边缘进行很长的切割。

用于制造此种部件的模具可能非常大,因而该模具价格昂贵。应当将把材料布置在模具上所需的时间减到最少,以便将待制造部件所需的形成时间(部件占据该模具的时间)减到最少,从而增加该模具的总体生产力。

GB 2156729 A教导了模制强化材料的方法,其中将预浸渍强化材料(如玻璃纤维垫)应用于模制过程中。该强化材料可以“无限定长度的”,在这种情况下铺设层压物的过程需要刀具,或者将预切割长度的垫提供给该过程,其中切割由布置在模具附近的切割台(cutting station)提供。在将该材料布置到模具上之前,该切割台可以在基本横切于材料运送方向的方向上切割材料。

优选地,基本均匀而且平齐地(flush)布置纤维材料,这就是应当消除所形成的任何凹痕、折皱或卷曲等的原因。进一步地,因为通常将一层施加在在先的层的顶部上,所以下部层以及包括布置在下部层下面的可能的额外层会倾向于在模具内移动或滑动,致使整个所铺设的纤维材料移动远离模具内的预期位置。因此,应当将对布置在模具上的材料的任何操作或处理减到最少,这就是为什么期望这样的制造过程,其中除去了在将垫布置在模具上的同时切割这些垫的步骤。

因而,本发明目的在于提供对于上述缺陷的解决方案。

这通过这样的方法实现:制造根据本说明书引言部分的纤维强化部件,其中将每个垫以预成形垫的形式布置在模具弯曲表面上,这些预成形垫具有基本上对应于预期施加区域的形式,从而基本消除了进一步修整或切割垫的任何需要。

根据本发明的方法基本上减少了制造部件所需的形成时间,进一步地,该方法能够减少工人铺设这些垫所需的努力。

如权利要求2所述,当从一个或多个卷(其设置在适合于沿着所述细长模具的运送的通道或运货车(cart)上)展开或拉出(drawn)这些预成形垫时,在铺设期间损坏这些层的几率大大降低并且铺设所需的人力减到最少。

如权利要求3所述,当将一个或多个卷布置为包括各自均包括不同的预成形垫的多个卷的“旋转式鼓状物(revolver drum)”时,大大优化了通过这些卷供应(accommodate)的垫的处理和接近途径。

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