[发明专利]一种风电叶片的制作模具及制作方法

说明书

技术领域

本发明属于非金属复合材料加工成型技术领域，主要涉及一种风电叶片的制作模具及制作方法。

背景技术

风电叶片按照部件的功能和特点一般分为壳体、大梁以及腹板，在传统的兆瓦级风电叶片制作时，一般是先预成型腹板以及叶片上、下壳体，在下壳体或上壳体的前缘和后缘预制了用于粘接合模的内粘接法兰，然后使用结构胶分别将腹板、叶片上壳体及叶片下壳体粘接在一起，固化之后将叶片前后缘的毛边清理干净，然后在上下壳体粘接的前缘和后缘的粘接缝分别进行外补强，加固粘接效果。当外补强的玻璃纤维布固化之后，再对叶片进行进一步的外形修正，以及喷漆，最终完成叶片的制造。

为了更好的获取风能，风力发电机叶片需要满足一定的气动外形条件。采用现有工艺技术进行制造叶片时，因结构要求，叶片合模后需要在叶片前后缘合模缝位置进行外补强，补强时玻璃纤维铺层破坏了改变了叶片最初设计的气动外形，当外补强结束后，需要重新使用聚氨酯腻子等材料对叶片前后缘的翼型进行修正至符合设计要求。在叶片外补强和翼型修正过程中涉及到多种材料的使用与固化，需要对叶片进行反复加工以及等待固化，尤其是在冬季，外补强及修型固化问题对叶片整体生产进度造成严重的影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种风电叶片的制作模具及制作方法。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种风电叶片的制作模具，所述制作模具包括有用以成型叶片下壳体的叶片下壳体模具、用以成型叶片上壳体的叶片上壳体模具、用以预成型叶片前缘外补强的前缘外补强模具和用以成型后缘外补强的后缘外补强模具；所述的叶片下壳体模具包括有下壳体主体模具、下壳体前缘可拆卸模具和下壳体后缘可拆卸模具；所述的下壳体前缘可拆卸模具位于下壳体主体模具的前缘部位，并与所述的下壳体主体模具形成可拆卸式连接；所述的下壳体后缘可拆卸模具位于下壳体主体模具的后缘部位，并与所述的下壳体主体模具形成可拆卸式连接；所述下壳体前缘可拆卸模具的内壁面具有向内凸出的凸起，凸起尺寸由前缘外补强的厚度和拟定的粘接间隙决定；所述下壳体后缘可拆卸模具的内壁面具有向内凸出的凸起，凸起尺寸由后缘外补强的厚度和拟定的粘接间隙决定；

所述的叶片上壳体模具包括有上壳体主体模具、上壳体前缘可拆卸模具和上壳体后缘可拆卸模具；所述的上壳体前缘可拆卸模具位于上壳体主体模具的前缘部位，并与所述的上壳体主体模具形成可拆卸式连接；所述的上壳体后缘可拆卸模具位于上壳体主体模具的后缘部位，并与所述的上壳体主体模具形成可拆卸式连接；所述上壳体前缘可拆卸模具的内壁面具有向内凸出的凸起，凸起尺寸由前缘外补强的厚度和拟定的粘接间隙决定；所述上壳体后缘可拆卸模具的内壁面具有向内凸出的凸起，凸起尺寸由后缘外补强的厚度和拟定的粘接间隙决定；

所述前缘外补强模具为表面为凹球面的模具，其凹球面与叶片前缘外壁面的翼型相同；所述后缘外补强模具为表面为凹球面的模具，其凹球面与叶片后缘外壁面的翼型相同；

一种风电叶片的制备方法，所述的制备方法包括有叶片模具的准备、叶片下壳体成型、叶片上壳体成型、外补强层预成型、叶片合模和叶片脱模；其具体步骤如下：

1）叶片模具的准备：在下壳体主体模具的前缘部位的边缘、后缘部位的边缘分别铺放一条宽度为100mm的玻纤布，且玻纤布对称与下壳体主体模具的边缘放置，形成翻边；然后在下壳体主体模具的前缘部位、后缘部位分别安装下壳体前缘可拆卸模具、下壳体后缘可拆卸模具，并使下壳体前缘可拆卸模具、下壳体后缘可拆卸模具与下壳体主体模具之间形成可拆卸式密封连接；

在上壳体主体模具的前缘部位的边缘、后缘部位的边缘分别铺放一条宽度为100mm的玻纤布，且玻纤布对称与上壳体主体模具的边缘放置，形成翻边；然后在上壳体主体模具的前缘部位、后缘部位分别安装上壳体前缘可拆卸模具、上壳体后缘可拆卸模具，并使上壳体前缘可拆卸模具、上壳体后缘可拆卸模具与上壳体主体模具之间形成可拆卸式密封连接；

2）叶片下壳体成型：在叶片下壳体模具的上进行叶片下壳体铺层，叶片下壳体铺层完成后，在叶片下壳体铺层的上部铺设真空袋膜，建立真空系统，然后进行叶片下壳体灌注，并加热固化成型，待叶片下壳体完全固化之后，拆除下壳体前缘可拆卸模具和下壳体后缘可拆卸模具，并在下壳体前缘可拆卸模具和下壳体后缘可拆卸模具下的铺层翻边上以及下壳体主体模具边缘上贴密封胶带，利用真空袋膜建立真空吸附系统，使叶片下壳体完全固定在下壳体主体模具上；