[发明专利]预成型件的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备包含至少两层纤维束的预成型件的方法，该纤维 束至少部分地由一树脂固定。

背景技术

在制造大型风轮机叶片时，实际中已经开始使用具有在树脂层中的纤 维，即复合材料，的半成品部件。这些半成品元件称为预成型件。这些部 件可以依赖于它们的结构来提供主要在一个方向上的强度，因此可以用作 风轮机叶片的加强元件。

传统上来说，已经将由在树脂中的单层纤维构成的“环形”片材制造 成纺织品。随后，将这些片材切割为具有所需形状和尺寸的较小部分。将 这些部分堆积和层叠以得到成品加强元件，即预成型件。

由于在将片材切割为所需形状和尺寸的较小部分时，不可能将整个片 材都用掉，因此传统方法会产生废料。由于片材的造价高，传统方法由于 损耗的产品大小引起很高的价值浪费。另外，切割造成时间的消耗和造价 的增加。

在传统方法中，片材是在纤维于树脂中浸湿后被切割的，这有时会引 起树脂粘附于切割装置的问题，这进一步增加了对切割湿润且坚硬的片材 的切割工具的特殊设计需要。

在堆积较小的部分时，在层中间可能会夹杂空气。由于这些层是具有 在树脂层中的纤维的半成品部件，因此去除层间的夹杂空气是困难的。

发明内容

本发明的具体实施例的目的是提供一种改进的制备预成型件的方法。

因此，本发明提供一种制备预成型件的方法，该预成型件包括至少两 个由纤维束构成的层(纤维束层)，所述纤维束至少部分地由树脂固定， 该方法包括以下步骤：

提供一个工作表面；

在该工作表面上分布第一树脂层；

在该第一树脂层上分布由纤维束组成的第一纤维层；

在第一纤维层上分布第二树脂层；和

随后在第二树脂层上分布由纤维束组成的第二纤维层。

该方法可用于制备半成品部件，也就是包括至少两层纤维束的预成型 件，所述纤维束至少部分地由树脂固定。纤维束可基本平行地分布以及由 树脂固定。因此，所制备的预成型件可提供主要在一个方向上的强度。

根据预成型件的最终用途，可以选用不同类型的纤维，例如玻璃纤维、 碳纤维、合成纤维、生物纤维、矿物纤维和金属纤维。预成型件包含纤维 束中的纤维，该纤维束是由许多单独纤维构成的捆。

该预成型件可以由同一类型的纤维束制备。或者，一层纤维束可由例 如碳纤维束制备，而另一层由例如玻璃纤维制备。

树脂可以是一种有机聚合物液体，该液体当转变为其最终使用形态时 变为固体。例如，树脂可以为环氧基树脂或者聚酯基树脂，当然也可以应 用其它种类的树脂。另外，可以使用一种或多种不同种类的树脂来制备预 成型件。如果使用不同种类的树脂，最好使用同族的树脂以确保它们之间 的相容性。

工作表面可以是在其上制备预成型件的工作台。或者，工作表面可以 是在其上制备预成型件的衬层(垫层)或载体层。在后一种情况下，该方 法还可包含提供工作台的步骤。

根据预成型件的用途，该预成型件可以含有任意数量的纤维束层和树 脂层，因此该方法可包括提供更多树脂层和/或纤维束层的步骤。

由于在分布这些层的过程中，空气可能被截留于树脂层和纤维束层之 间，该方法还可包括将所有层封装入封装罩内的步骤，以及从封装罩内去 除空气的步骤，因为所截留的空气可能降低预成型件成品的强度，因此是 不被希望的。

可通过利用盖子覆盖工作台来封装所述层，这样至少工作台的一部分 形成所述层的封装罩的一部分。空气可以通过盖子上的开口去除。

在一个实施方式中，盖子可以包含三个不同的层。首先，预成型件可 以由穿孔的分离薄片覆盖。该分离薄片可以由塑料或其它具有类似性能的 材料制成，以限制甚至避免树脂粘附于分离薄片上。所述孔可通过刺穿薄 片的小针形成，例如在每1cm2上形成所需数量的孔。

其次，可设置分布层以覆盖打孔的分离薄片。当封装罩与用以去除截 留于预成型件中的空气的排气机相连时，该分布层有利于抽真空。作为示 例，该分布层可以由聚酯毡制成。

最后，该分布层可由真空薄片覆盖以确保所述盖子基本气密。例如， 该真空薄片可以由塑料薄片制得。