[发明专利]一种大厚度区域复合材料制品灌注成型方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料真空辅助灌注成型技术领域，主要涉及一种大厚度区域复合材料制品灌注成型方法。

背景技术

在复合材料众多的成型工艺中，真空辅助灌注成型工艺因其模具投入成本低，受产品外形尺寸限制较小，能制造大型构件等优势而被风力发电叶片产品的制造所采用。目前，复合材料真空辅助灌注成型工艺的主要流程是：1、预先在模具上铺放增强织物——玻璃纤维布；2、在增强织物上布设导流网、注胶管，并在制品外布置抽气介质和抽气管，建立真空系统；3、利用真空泵使整个系统处于真空负压状态，这时导入树脂，完成灌注、固化成型。上述复合材料真空辅助灌注成型工艺在应用中对一般复合材料制品来说无异是成功的，而对具有一定厚度要求的风电叶片制品来说，当灌注工序完成之后在叶片制品表面会出现灌注发白缺陷，这种灌注发白缺陷主要集中在注胶管路附近区域，而且随着复合材料厚度的加大其灌注发白缺陷的严重程度也随之增加。分析结果表明，在对复合材料进行灌注时，产品内部可能因孔隙、树脂浸润不良，气泡聚集及含胶不足等原因导致产品表面出现灌注发白缺陷。而这种缺陷的存在会使产品的强度、疲劳性能有所下降，特别是对大厚度复合材料结构的风电叶片来说，其叶片根部玻璃纤维布增强织物层大于100层，风电叶片根部作为刚性连接的主要承力件，受循环交变载荷长期作用，灌注发白缺陷的存在将直接影响风电叶片使用寿命，并导致安全隐患。

发明内容

鉴于现有风电叶片制品所采用的真空辅助灌注成型工艺技术所存在的问题，本发明设计了一种大厚度区域复合材料制品灌注成型方法，该方法通过增设支撑平台和隔离板，分离注胶管与复合材料增强织物制品之间的接触，降低树脂在灌注过程中初期流动速度，以避免树脂“冲击式”进入增强织物内部，使树脂与增强织物之间有充分的时间浸润，从而减小浸润不良和含胶不足等情况发生。而在复合材料表面放置剥离层，可收集树脂中通过支撑平台和隔离板分散析出的气泡，并使气泡进一步变小，易被抽走，而达到解决灌注发白缺陷的目的。

为实现上述发明构思，本发明采取的具体技术方案是：一种大厚度区域复合材料制品灌注成型方法，具体步骤如下：

1、按设计的结构要求完成复合材料增强织物铺层及其它材料的铺放，完成结构铺层工序；

2、在复合材料增强织物铺层表面铺放一种纤维织物或毡类或隔离膜或者脱模布分散性较强的导流介质组成剥离层；

3、在铺放剥离层的铺层表面铺放导流介质——导流网；

4、 放置隔离板，将采用随形性好的半刚性材料制做的厚度为1.0mm～2.0mm的隔离板放在导流网上；

5、将支撑平台放置在隔离板的上方，注胶管装在支撑平台上，支撑平台使注胶管与复合材料增强织物铺层之间形成一定的距离，通过导流介质连接注胶管和导流网，完成灌注系统的布置；

6、布置抽气系统，连接抽气管与抽气介质，在制品整体表面覆盖真空袋膜，并用密封胶带将真空袋膜密封后用真空泵使抽气系统保持真空状态；

7、真空灌注、固化成型。

8、在脱模工序中，按顺序先除去导流介质、隔离板及其他辅助材料，然后从制品表面脱下剥离层，得到复合材料制品。

所述的一种大厚度区域复合材料制品灌注成型方法，其中支撑平台是截面为梯型形状的平行体结构；所述的一种大厚度区域复合材料制品灌注成型方法，其中支撑平台采用聚乙烯（PE）、聚氨酯（PU）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯丙烯腈（SAN）泡沫材料制作；所述的一种大厚度区域复合材料制品灌注成型方法，其中隔离板采用玻璃钢薄板或硅橡胶薄板制作；所述的一种大厚度区域复合材料制品灌注成型方法，其中剥离层采用隔离膜、脱模布、纤维织物、毡类材料制作。所述的一种大厚度区域复合材料制品灌注成型方法，其中，复合材料增强织物铺层为玻璃纤维布。

本发明所述的一种大厚度区域复合材料制品灌注成型方法，能够有效防止大厚度复合材料制品在成型过程中防止树脂灌注时对复合材料增强织物铺层的冲击灌注，使树脂与增强织物铺层有充分的时间进行浸润，设置剥离层能使树脂内的气泡等聚集在剥离层内，避免灌注发白的缺陷产生，明显改善和提高了大厚度复合材料制品的质量和使用寿命。以大型风力发电叶片为例，采用本发明的灌注成型方法，其叶片根部灌注效果十分显著。

附图说明

图1为现有技术的灌注成型方法示意图；

图中：1、复合材料增强织物铺层；3、导流网；6、注胶管；7、注胶口；9、真空袋膜；10、抽气介质；11、抽气管；12、密封胶带；13、模具。