[发明专利]具有碳纤维强化主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造具有碳纤维强化主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件的方法。风力涡轮机转子叶片或其部件例如半壳体通常由纤维强化塑料材料制造出。通常采用玻璃纤维与聚酯树脂或环氧树脂的组合。

背景技术

公开文献EP0525263A1披露了一种用于制造纤维强化塑料部件的真空导入工艺。在该已知工艺中，将多层纤维材料插入到模具中。在这些纤维材料层的下方和上方，分别设有通过多层由被称为剥离层片的层片制成的其它层与那些纤维材料层分开的分配介质。在模具的底面，在下分配介质下方设有注入道，并且在上分配介质上方设有抽吸道。通过抽吸道将气密模具抽空，并且通过注入道吸入液体塑料材料。该材料通过下分配介质分配在模具的整个区域上，并且完全渗透那些纤维材料层。在塑料材料硬化之后，从纤维强化塑料中去除分配介质和剥离层片。

文献WO2007/038931A1披露了另一种制造纤维强化塑料部件的方法。在所述已知的方法中，采用多孔材料作为分配介质，并且该多孔材料可以与注入的塑料材料粘接。一旦塑料硬化，则分配介质保留在成品部件中。具体地说，它能够形成该部件的表面。

公开文献EP2153964A1披露了一种制造风力涡轮机转子叶片的半壳体的方法。该方法同样涉及采用真空导入工艺。具体的特征在于，所采用的纤维材料至少构成金属线材体积的20%。金属线材的直径大于也采用的玻璃纤维或碳纤维的直径，并且该特征用来加速纤维材料浸透液体塑料材料。

在所提到的所有这些方法中，对于纤维强化部件的理想强度的一个重要因素在于，纤维材料完全浸透液体塑料材料，并且没有形成任何空气夹杂。尤其在采用其直径通常明显小于例如玻璃纤维的直径的碳纤维时，这带来了相当大的实际困难，并且往往需要采用低粘性塑料材料作为基体材料。这在单个部件中组合有不同纤维材料的时候尤其在具有碳纤维强化主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件中尤其如此，在该情况下这些部件还具有非常大的尺寸。

因此现有技术已经披露了，用于这些风力涡轮机转子叶片的碳纤维强化主横梁盖能够在第一次真空导入工艺中制造出，然后与例如由玻璃纤维强化塑料材料构成的相关转子叶片半壳体粘接。因此，能够更好地控制碳纤维材料的完全浸透。但是，该工艺比较复杂，并且另外在将主横梁盖粘接在半壳体上会出现困难。

发明内容

在这基础上，本发明的目的在于提供一种制造具有碳纤维强化主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件的方法，该方法方便进行，而且能够实现碳纤维材料的完全浸透并且完全令人满意地粘接到风力涡轮机转子叶片部件的其它组成部件上。

该目的是通过具有权利要求1的技术特征的方法来实现的。所附的从属权利要求给出了优选实施方案。

该方法用于制造具有碳纤维强化主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件，并且包括其顺序能够至少在一定程度上改变的以下步骤：

提供模具；

将至少一层第一纤维材料插入到所述模具中，其中所述至少一层第一纤维材料在第一宽度上延伸；

将第一分配介质插入到所述模具中；

在所述第一分配介质上方将多层碳纤维材料插入到所述模具中，其中所述多层碳纤维材料层在小于所述第一宽度的第二宽度上延伸，从而所述至少一层第一纤维材料的连接部分在所述多层碳纤维材料的两侧上伸出超过所述多层碳纤维材料；

插入第二分配介质,并且在所述多层碳纤维材料上方布置至少一条抽吸道；

在所述连接部分的区域中布置注入道；

将所述模具闭合；

通过所述至少一条抽吸道从所述模具中抽出空气；并且

通过所述注入道供给会硬化的液体塑料材料。

所提供的模具其内表面形成所述风力涡轮机转子叶片部件的外表面。所述模具的长度和宽度实际上分别对应于所述风力涡轮机转子叶片部件的长度和宽度，或者稍微更大。所述模具的长度例如可以为20m，并且所述宽度例如可以为50cm或更大。