[发明专利]用于形成结构部件的系统和方法

说明书

公开了用于从诸如纤维材料(例如，织物)的例如一个或多个卷(302)的源形成结构部件的系统(300)和方法。纤维材料(304)由多个层(308，310，312)组成，其中至少一对相邻的层具有不同的长度。

相关申请交叉引用

本申请要求于2018年6月7日提交的美国临时专利申请No.62/681,875的优先权和任何权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

总体发明构思涉及纤维增强材料，并且更具体地总体发明构思涉及用于使用纤维增强材料来生产结构部件的系统和方法。

背景技术

已知使用纤维增强材料例如织物、垫、纱等来形成结构部件。例如，美国专利No.8,226,866公开了通过连续处理来生产层压体。该处理涉及将纤维(例如，玻璃纤维或碳纤维)的丝束拉动通过树脂浴，其中随后树脂固化以形成层压体。在层压体内，纤维并排布置并且基本彼此平行。这种层压体通常被称为单向层压体。层压体可具有1mm至若干毫米的厚度。层压体可以形成为具有几乎任意的实际宽度。生产后，将片状层压体卷绕成卷，每卷的长度为几百米。

这些层压体对于形成结构部件是有用的。正如在‘866专利中，这些层压体可以堆叠或以其它方式分层放置，以形成风能涡轮机的叶片的翼梁帽。特别地，将层压体的切割构件的多个层叠置布置以形成结构部件。这些构件被布置在模具的特定面积和区域内。注入处理将可固化的基体材料(树脂)引入模具中，以便穿透层压体的层。可以在注入处理期间对模具施加真空，以将切割构件的层压在一起并帮助树脂穿透层。

将参照图1至图3描述用于形成结构部件的常规系统100，在这种情况下，该结构部件是风力涡轮机叶片的翼梁帽。在系统100中，机器102连续地生产具有预定宽度w的织造织物104形式的纤维增强材料。织物104包括基本上沿织物104的长度(即，平行于箭头106)延伸的纤维(例如，玻璃和/或碳纤维)或以其它方式由其增强。当织物104离开机器102并沿箭头106所指示的方向行进时，在卷区域108处卷绕织物104。卷绕机或其它输送装置将织物104从机器102拉至卷区域108。刀片或其它切割装置在卷区域108之前在织物104中形成狭缝110。以这种方式，形成织物104的离散的卷112。在图1所示的实施例中，制造三条狭缝110以形成四个卷112，其中每个卷112具有大约w/4的宽度。

一旦预定量的织物104已经被卷绕到卷区域108，就在织物104的宽度w上形成切口114，从而使卷112与离开机器102的织物104分离。在该切割操作期间机器102可以停止或以其它方式暂停。

如图2所示，一旦卷112与织物104分离，则在使用卷之前将多个卷112放置在托盘120上或以其它方式包装在一起以进行存储和/或运输。在图2中，八个卷112搁置在托盘120上。托盘120的典型占地面积为45英寸(宽度)乘54英寸(长度)。

当到了形成翼梁帽的时候，来自一个或多个托盘120的卷112被移动到用于形成翼梁帽的模具128附近。如上所述，通过将来自卷112的织物104的多个切割构件分层放置(例如，通过手工放置)而形成翼梁帽。模具128内的切割构件的数量和位置限定了翼梁帽的特性(例如，形状、厚度)。