[实用新型]一种用于高速拉挤成型工艺的预成型工装有效

专利信息
申请号: 202120376635.7 申请日: 2021-02-19
公开(公告)号: CN215397030U 公开(公告)日: 2022-01-04
发明(设计)人: 王伟;黄志杰 申请(专利权)人: 中广核高新核材科技(苏州)有限公司上海分公司;中广核核技术发展股份有限公司
主分类号: B29C70/52 分类号: B29C70/52;B29C70/54
代理公司: 上海申汇专利代理有限公司 31001 代理人: 徐俊
地址: 201100 上海*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 高速 成型 工艺 工装
【说明书】:

本实用新型公开了一种用于高速拉挤成型工艺的预成型工装,其特征在于:包括预成型板体和圆棒,所述预成型板体上设有芯材内腔,芯材内腔的两侧竖直排列设置多组固定组件,多个所述圆棒通过多组固定组件水平设置在预成型板体上将芯材内腔分隔成多个用于拉挤芯材通过的孔槽,所述预成型板体上设有安装孔和穿纱圆孔。本实用新型采用模块化设计,在连续生产的过程中可以对圆棒快速拆装,来处理毛纱、卡纱现象。解决了原预成型工装孔槽空间狭小,毛纱处理不便的问题,当出现毛纱、卡纱现象时可以通过拆掉圆棒的方式来处理。采用不同组直径的圆棒来实现对纤维含胶量的控制,可以应用到不同规格的产品生产。

技术领域

本实用新型涉及一种用于高速拉挤成型工艺的预成型工装,具体涉及一种用于制备风电叶片用碳纤维复合材料板材的拉挤工艺预成型工装。

背景技术

随着风力发电功率的快速提升以及海上风电的普及,风电叶片正在向着大型化、轻量化、智能化快速发展,为了提升风电叶片的技术水平和制造水平,推进高性能复合材料在风电领域的应用是满足未来全球风电叶片发展需求的必然趋势。

传统的风电叶片多采用玻璃纤维灌注工艺制备。但随着叶片长度的增加,对增强材料的强度和刚度等性能提出了新的要求,玻璃纤维在大型复合材料叶片制造中逐渐显现出性能方面的不足。为了保证极端风载下叶尖不碰塔架,叶片必须具有足够的刚度。减轻叶片的重量,又要满足强度和刚度,最有效的方法就是主梁使用碳纤维。目前碳纤维在叶片主梁的主要使用形式是碳纤维复合材料拉挤板材,使用拉挤成型工艺制备,简称拉挤碳板。

使用拉挤碳板来制备叶片大梁的方式是Vestas首先提出的,开发成功后开始大规模推广,国内有大批拉挤碳板供应商。2016年碳纤维在风电上的用量首次超过航空航天,成为碳纤维用量最大的领域,2018年风电叶片用碳纤维2.2万吨,2019年2.55万吨,这主要归功于Vestas一家,占80%以上。拉挤工艺是复合材料工艺中效率最高、成本最低的,质量稳定,连续成型易于实现自动化,适合工业化大批量生产。利用拉挤碳板制备的叶片主梁,工艺简单,效率高,减重明显。

目前,风电叶片用碳纤维拉挤板材使用拉挤成型工艺制备,采用连续的生产方式。由于碳纤维原材料制造的工艺水平限制,目前用于风电叶片制造的碳纤维,无论进口还是国产均存在毛纱现象,而且短期内很难解决。在连续的生产过程中毛纱不仅会对制品外观有影响,严重时甚至会堵模具,导致停机,造成大量的原材料浪费与不合格品。对于毛纱的处理,目前普遍采取的策略是预防为主,及时疏导,防止大量聚集。

拉挤工艺必不可少的一个环节是预成型,使用预成型工装对树脂浸润后的纤维进行均匀的排布,同时控制纤维的含胶量。在连续拉挤生产过程中碳纤维因摩擦产生的毛纱会逐渐的聚集在预成工装处,不仅会影响制品表观质量,严重时会导致纤维在预成型处卡纱,并逐步蔓延至附近区域的纤维,最终导致停机。

目前,常见的预成型工装是由预成型板和一副龙门架组成,如图1所示,预成型板体是一块合金板材上开凿四道长方形孔槽2,纤维穿过各层孔槽进入成型模具。预成型板体设有两个穿纱孔1,用于膨体纱的穿过。此种预成型工装制作简单,但也存在其他问题。比如①孔槽的尺寸固定,一套预成型工装只能对应一种规格的制品,使用单一;②孔槽处空隙狭小无法镀铬处理,光洁度不够,摩擦较大;③孔槽处空隙狭小,毛纱清理不方便,一旦堵纱很难疏通;④孔槽处尺寸固定,如出现卡纱现象,无法疏通。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是:①原预成型工装尺寸固定一套预成型工装只能对应一种规格的制品的问题;②原预成型工装因空槽处空隙狭小无法镀铬,光洁度不够,摩擦较大的问题;③改善毛纱清理不方便,一旦出现卡纱现象无法疏通的问题。

为了解决上述问题,本实用新型的技术方案是提供了一种用于高速拉挤成型工艺的预成型工装,其特征在于:包括预成型板体和圆棒,所述预成型板体上设有芯材内腔,芯材内腔的两侧竖直排列设置多组固定组件,多个所述圆棒通过多组固定组件水平设置在预成型板体上将芯材内腔分隔成多个用于拉挤芯材通过的孔槽,所述预成型板体上设有安装孔和穿纱圆孔。

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