[发明专利]纤维增强复合元件的处理

说明书

本公开涉及一种制造纤维增强复合物的方法，其中纤维增强复合物的表面通过使用激光辐射来修改。特别地，在结合过程之前执行预处理。可避免耗时和生成灰尘的表面的磨削。

技术领域

本公开涉及一种用于预处理纤维增强复合元件的方法。特别地，本公开涉及用于生产纤维增强复合结构，特别是风力涡轮机叶片或其构件的方法。

背景技术

为了制造风力涡轮机，特别是风力涡轮机叶片，使用了纤维增强碳纤维或玻璃纤维复合物。随着风力涡轮机和风力涡轮机叶片在尺寸上增加，叶片负载（即应变、弯矩、剥离负载等）也增加。

增强复合材料有助于制造承受高机械力的轻质结构。

层压体结构由多个利用树脂结合的纤维层构成。取决于相应区域中的预期应力，层的数量可能从区域到区域改变。纤维增强层压体的厚度可在其长度或宽度之上改变，例如，风力涡轮机叶片以非常尖锐的角度朝向尖端渐缩。

各个层的边界可能是有问题的。特别地，可能会出现不期望的树脂池和/或空气夹杂物。

为了减少这个问题，文献WO 2006/015598 A1建议使用具有渐缩的边缘区域的层。

许多构件，特别是风力涡轮机叶片，可进一步由结合到彼此的多个半成品构件构成。

特别地，拉挤纤维增强成型件（profile）用作此类半成品结构构件。

总体上，复合材料需要表面准备（特别是机加工，例如磨削）以执行进一步的生产步骤。

与需要处理的面积和体积的规模相比，这种表面准备以非常小的规模进行。在拉挤碳构件的情况下，从表面去除小于0.1 mm以对材料预处理。

此类拉挤构件的端部处的倒角需要大约1:100的倒角角度，其中在拉挤件的端部（其能够为100 m长和100 mm宽）处留下期望的0.1 mm厚度。

类似地，对于嵌接或修复，需要非常平的角度来最小化应力，并且最小化结合剂能够提供的所需性能。

目前，预处理过程由例如使用磨削的高技能的技术人员进行。这产生不均匀的、脏的环境。特别地，灰尘颗粒可能是有害的。此外，由于导电性，并且由于此类小颗粒分布在整个区域中并且还穿透大多数防尘罩的事实，故碳颗粒可能损坏任何电气设备。

由于人工生产，故结果是接合的基底的机械性能非常多变和不确定。

发明内容

本公开的一个目的在于提供一种用于制造纤维增强复合构件和/或结构的改进方法。

本公开的另一个目的在于提供具有改进的机械性能的纤维增强复合元件、构件和相关联的结构。

本公开的目的通过制造和/或预处理纤维增强复合元件的方法以及通过如本文中公开的纤维增强复合元件和/或构件来实现。

本公开涉及一种预处理纤维增强复合元件的方法。该方法包括：提供配置成沿第一激光方向发射第一激光束的第一激光器；相对于第一激光器定向纤维增强复合元件，使得第一激光器在沿第一激光方向距纤维增强复合元件的第一表面的第一激光器距离处；从第一激光器沿第一激光方向发射第一激光束；以及在发射第一激光束时，将纤维增强复合元件沿初级方向相对于第一激光器移动。

本公开中描述的激光器可实施为激光二极管（LD）。

本公开提供了可通过使用激光辐射来使纤维增强复合元件的表面修改。

纤维增强复合元件可在将纤维增强复合元件并入纤维增强复合结构（诸如风力涡轮机叶片或其部分）中之前预处理。