[发明专利]Z-pin增强复合材料风电叶片及其制造方法

权利要求书

1.Z-pin增强复合材料风电叶片，包括风电叶片壳体(1)，所述的风电叶片壳体(1)分为上半壳体(1a)和下半壳体(1b)，所述的上半壳体(1a)和下半壳体(1b)的内侧填充有填充泡沫(2)，其特征是：所述的风电叶片壳体(1)与填充泡沫(2)之间设有连接层(3)，所述的连接层(3)上部与上半壳体(1a)内侧面贴合，下部和下半壳体(1b)内侧面贴合，所述的连接层(3)上部与上半壳体(1a)之间、连接层(3)下部和下半壳体(1b)之间均植入有用于提高连接强度的Z-pin(4)。

2.根据权利要求1所述的Z-pin增强复合材料风电叶片，其特征是：所述的Z-pin(4)植入方向垂直于连接层(3)与上半壳体(1a)的连接面以及连接层(3)与下半壳体(1b)的连接面。

3.一种Z-pin增强复合材料风电叶片的制造方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤一、通过拉挤工艺制备Z-pin(4)，根据预设的Z-pin(4)参数将Z-pin(4)植入泡沫预制体(5)中，制成含Z-pin的泡沫预制体；

步骤二、制备好复合材料连接层(3)；

步骤三、在风电叶片模具中铺覆风电叶片壳体(1)的上半壳体(1a)和下半壳体(1b)，沿着下半壳体(1b)内侧的边缘放置连接层(3)，使连接层(3)的下半部分紧贴下半壳体(1b)内侧，连接层(3)的上半部分位于下半壳体(1b)的外侧；

步骤四、利用热压将含Z-pin的泡沫预制体压弯，使其与连接层(3)的下半部分贴合；

步骤五、将含Z-pin的泡沫预制体中的Z-pin(4)植入连接层(3)的下半部分与下半壳体(1b)中，使Z-pin(4)垂直贯穿连接层(3)的下半部分与下半壳体(1b)的连接面；

步骤六、除去泡沫载体和多余的Z-pin；

步骤七、在下模具中浇注泡沫发泡料，然后合上上模具，使连接层(3)的上半部分置于上半壳体(1a)内侧，并锁紧；

步骤八、待发泡料发泡结束，取下上模具，连接层(3)的上半部分位于上半壳体(1a)内侧与新形成的填充泡沫(2)之间，利用填充泡沫(2)对风电叶片壳体(1)维形，将另一个含Z-pin的泡沫预制体压弯，与上半壳体(1a)外侧贴合；

步骤九、将另一个含Z-pin的泡沫预制体中的Z-pin(4)植入上半壳体(1a)与连接层(3)的上半部分中，使Z-pin(4)垂直贯穿上半壳体(1a)与连接层(3)的上半部分的连接面；

步骤十、除去另一个泡沫载体和多余的Z-pin，制成未固化的Z-pin增强复合材料风电叶片；

步骤十一：再合上上模具；未固化的Z-pin增强复合材料风电叶片固化。

4.根据权利要求3所述的一种Z-pin增强复合材料风电叶片的制造方法，其特征是：步骤五和步骤九中，采用超声枪将Z-pin(4)植入连接层(3)的下半部分与下半壳体(1b)中以及上半壳体(1a)与连接层(3)的上半部分中。

5.根据权利要求4所述的一种Z-pin增强复合材料风电叶片的制造方法，其特征是：所述的连接层(3)为预浸料连接层。

6.根据权利要求4所述的一种Z-pin增强复合材料风电叶片的制造方法，其特征是：所述的连接层(3)为纤维布连接层。

7.根据权利要求6所述的一种Z-pin增强复合材料风电叶片的制造方法，其特征是：步骤十中除去泡沫载体和多余Z-pin后还设有注入树脂步骤：将树脂注入纤维布连接层中。

8.根据权利要求7所述的一种Z-pin增强复合材料风电叶片的制造方法，其特征是：注入树脂步骤中采用树脂传递模塑工艺或真空灌注工艺将树脂注入纤维布连接层中。