[发明专利]一种风电叶片的三维增强预制件及其制备方法

权利要求书

1.一种风电叶片的三维增强预制件，其特征在于，由单组或多组三维复合材料在预制的模具(500)中真空灌注而成，所述三维复合材料包括依次设置的下层纤维布(401)、芯材(402)和上层纤维布(403)，以及Z向缝编纤维(404)；所述下层纤维布(401)用于铺设于所述模具(500)，所述Z向缝编纤维(404)固定连接所述下层纤维布(401)、所述芯材(402)和所述上层纤维布(403)，且所述Z向缝编纤维(404)的缝合方向垂直于所述模具(500)的模面；所述三维复合材料设置有连接结构，所述连接结构用于连接任意相邻的两个所述三维复合材料；所述上层纤维布(403)为多轴向纤维布、连续毡和网格布中任意一种或多种的组合；所述下层纤维布(401)为多轴向纤维布、连续毡和网格布中任意一种或多种的组合；所述芯材(402)为Balsa木、PVC泡沫、PET泡沫、PS泡沫、HPE泡沫和SAN泡沫中任意一种。

2.根据权利要求1所述的风电叶片的三维增强预制件，其特征在于，所述连接结构包括能够插接配合的凸块(405)和凹槽(406)，其中，任意相邻的两个所述三维复合材料的一者的芯材(402)设置有所述凸块(405)，另一者的芯材(402)设置有所述凹槽(406)。

3.根据权利要求1所述的风电叶片的三维增强预制件，其特征在于，所述连接结构包括相配合的第一楔面和第二楔面，其中，任意相邻的两个所述三维复合材料的一者的芯材(402)设置有所述第一楔面，另一者的芯材(402)设置有所述第二楔面，所述第二楔面能够与所述第一楔面紧密贴合，并通过树脂钉固定。

4.根据权利要求1所述的风电叶片的三维增强预制件，其特征在于，所述连接结构包括能够卡接配合的第一卡接件(407)和第二卡接件(408)，其中，任意相邻的两个所述三维复合材料的一者的芯材(402)设置有所述第一卡接件(407)，另一者的芯材(402)设置有所述第二卡接件(408)；所述第一卡接件(407)靠近叶根，所述第二卡接件(408)靠近叶尖，所述第一卡接件(407)呈“└”形，所述第二卡接件(408)呈“┐”形，所述“└”形和所述“┐”形两者的水平边分别与相应芯材(402)的主体固定连接，两者的竖直边卡接配合。

5.一种制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-4任一项所述的风电叶片的三维增强预制件，包括如下步骤：

在随型的模具(500)上，依次铺设下层纤维布(401)、芯材(402)和上层纤维布(403)，再通过缝合技术，使Z向缝编纤维(404)沿垂直于模面方向将下层纤维布(401)、芯材(402)和上层纤维布(403)固定在一起，形成三维复合材料；

在三维复合材料的芯材(402)设置连接结构；

在三维复合材料之上铺设真空辅助材料，抽真空并保压后，形成真空灌注系统，在大气压的作用下，将灌注树脂浸入到三维复合材料中，固化后，形成三维增强预制件。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，还包括步骤：对三维增强预制件进行飞边切割打磨，并除尘，使三维增强预制件的整个外表面为粗糙面。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在叶片壳体铺层时，沿从叶根向叶尖的方向顺序铺放三维增强预制件。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在随型的模具(500)上铺设下层纤维布(401)的步骤之前，还包括步骤：在随型的模具(500)上铺设脱模布；以及，在三维复合材料的芯材(402)设置连接结构的步骤之后，还包括步骤：在三维复合材料上铺设脱模布。